الوحد ُة 3 2 3 cos x – 1 = 2 3 cos x = 3 بإضاف ِة 1إلى الطرف ْي ِن cos x = 1 بقسم ِة طر َف ِي المعادل ِة على 3 x = cos –1 (1) = 0º باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِ ة لهذ ِه المعادل ِة َح ّل ِن ضم َن الفتر ِة المعطا ِة في المسأل ِة ،هماَ ،0º :و .360º a) 2 cos x = √3 أتحقق من فهمي َأ ُح ُّل المعادلت ْي ِن الآتيت ْي ِن ،عل ًما بأ َّن :0º ≤ x ≤ 360º b) 2 tan x + 3 = 1 يتط َّل ُب َح ُّل بع ِض المعادلا ِت مزي ًدا م َن التبسي ِط والمعالج ِة قب َل استعما ِل الآل ِة الحاسب ِة. مثال 2 َأ ُح ُّل المعادلت ْي ِن الآتيت ْي ِن : 1 2 (tan x – 3) + 4 = 12 , 0º ≤ x ≤ 360º باستعما ِل الخاصي ِة التوزيعي ِ ة 2 tan x – 6 + 4 = 12 بالتبسي ِ ط 2 tan x = 14 tan x = 7 بقسم ِة طر َف ِي المعادل ِة على 2 )x = tan–1 (7 تعري ُف معكو ِس الظ ِّ ل َأتذ َّك ُر x = 81.9º باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِ ة الزاوي ُة المرجعي ُة ه َي الزاوي ُة ولأ َّن الظ َّل يكو ُن أي ًضا موج ًبا في الرب ِع الثال ِث؛ فإ َّن ُه يوج ُد َح ٌّل آخ ُر للمعادل ِة ه َو: المحصور ُة بي َن ضل ِع انتها ِء الزاويــ ِة θالمرســوم ِة في 180º + 81.9º = 261.9º الوض ِع القياســ ِّي والمحو ِر إذ ْن ،لهذ ِه المعادل ِة َح ّل ِن ضم َن الفتر ِة المعطا ِة في المسأل ِة ،هماَ ،81.9º :و 261.9º .x 101
2 1 + 4 sin (3x) = 2.5 , 0º ≤ x ≤ 90º 4 sin (3x) = 2.5 – 1 بطر ِح 1م َن الطرف ْي ِن بقسم ِة طر َف ِي المعادل ِة على 4 sin )(3x = 1.5 باستعما ِل الرم ِز ������بد ًل م ْن ، 3x 4 حي ُث 0° ≤ θ ≤ 270° : معلوم ٌة أساسي ٌة sin ������ = 1.5 = 0.375 إذا كا َن ْت ،0°≤ x ≤90° 4 فإ َّن 0°≤ 3x ≤270° )������ = sin–1(0.375 تعري ُف معكو ِس الجي ِب ������ = 22º باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِ ة 22º = 3x ⇒ x = 7.3º ولأ َّن الجي َب يكو ُن أي ًضا موج ًبا في الرب ِع الثاني؛ فإ َّن ُه يوج ُد َح ٌّل آخ ُر للمعادل ِة ه َو: 180º – 22º = 158º الزاوي ُة في الرب ِع الثان ي ������ = 3x = 158º بالتعوي ِض x ≈ 52.7º بقسم ِة طر َف ِي المعادل ِة على 3 إذ ْن ،للمعادلــ ِة َ 1+ 4 sin (3x) = 2.5حــ ّا ِن ضمــ َن الفتــر ِة المعطا ِة في المســأل ِة ،هما: َ ،7.3ºو 52.7º أتحقق من فهمي أ ُح ُّل المعادلت ْي ِن الآتيت ْي ِن: a) 3 (sin x + 2) = 3 – sin x , 0º ≤ x ≤ 360º b) 3 cos (2x) – 1 = 0 , 0º ≤ x ≤ 180º ُيم ِك ُن َح ُّل المعــادلا ِت المثلثي ِة التربيعي ِة بطرائ َق مشــابه ٍة لطرائ ِق َح ِّل المعــادلا ِت التربيعي ِة الجبري ِة ،أبر ُزها :إيجا ُد العام ِل المشــتر ِك ،والتحلي ُل إلى نات ِج ضر ِب قوســ ْي ِن ،وغي ُر ذل َك م َن الطرائ ِق التي تع َّر ْفناها ساب ًقا. 102
الوحد ُة 3 مثال 3 أ ُح ُّل المعادلت ْي ِن الآتيت ْي ِن ،عل ًما بأ َّن :0º ≤ x < 360º 1 3 sin x cos x – 2 sin x = 0 تحوي هذ ِه المعادل ُة نســبت ْي ِن مثلثت ْي ِن ،و ُيلا َح ُظ أ َّن sin xتك َّر َر في َح َّد ِي المعادل ِة ،ما يعني أ َّنها ُت ْشبِ ُه المعادل َة 3yz – 2y = 0؛ لذا ُيم ِك ُن تحلي ُلها بإخرا ِج عام ٍل مشتر ٍك: sin x (3 cos x – 2) = 0 بإخرا ِج العام ِل المشتر ِك s in x 3 cos x – 2 = 0 , sin x = 0 خاصي ُة الضر ِب الصفر ِّ ي وبذل َك َأتو َّص ُل إلى معادلت ْي ِن بسيطت ْي ِن ،ث َّم َأ ُح ُّل ك َّل معادل ٍة على ِح َد ٍة: sin x = 0 المعادل ُة الأولى باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِة ،أ ْو جدو ِل الزوايا الخاص ِة x = 0°, x = 180° 3 cos x – 2 = 0 المعادل ُة الثاني ُة 3 cos x = 2 بإضاف ِة 2إلى الطرف ْي ِن = cos x 2 بقسم ِة الطرف ْي ِن على 3 3 تعري ُف معكو ِس جي ِب التما ِ م 2 x = cos –1 3 باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِ ة x = 48.2º َأتذ َّك ُر يكــو ُن جي ُب تمــا ِم الزاوي ِة ولأ َّن جي َب التما ِم يكو ُن أي ًضا موج ًبا في الرب ِع الراب ِع؛ فإ َّن ُه يوج ُد َح ٌّل آخ ُر للمعادل ِة ه َو: x =360º – 48.2º = 311.8º موج ًبا في الربع ْي ِن :الأو ِل ، إذ ْن ،حلو ُل هذ ِه المعادل ِة ه َي0º, 180º, 48.2º, 311.8º : والراب ِع. 2 3 sin2 x = 2 sin x + 1 أجع ُل الطر َف الأيم َن م َن المعادل ِة صف ًرا بطر ِح ( )2 sin x +1م َن الطرف ْي ِن: 3 sin2 x – 2 sin x – 1 = 0 هذ ِه المعادل ُة ُت ْشبِ ُه المعادل َة الجبري َة 3y2 – 2y – 1 = 0؛ لذا ُيم ِك ُن َح ُّلها بالتحلي ِل إلى العوام ِل: (3sin x +1)(sin x –1) = 0 بالتحلي ِل إلى العوام ِل 3 sin x +1 = 0 , sin x – 1 = 0 خاصي ُة الضر ِب الصفر ِّ ي 103
3 sin x + 1 = 0 المعادل ُة الأولى 3 sin x = –1 بطر ِح 1م َن الطرف ْي ِ ن بقسم ِة الطرف ْي ِن على 3 sin x = – 1 3 تعري ُف معكو ِس الجي ِب 1 باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِة ،وتجاه ِل الإشار ِة السالب ِ ة –x = sin –1 3 x = 19.5º ُيم ِّث ُل ما ســب َق الزاوي َة المرجعي َة لل َح ِّل ،لا ال َح َّل نف َس ُه؛ لأ َّن الجي َب سال ٌب في الربع ْي ِن :الثال ِث، والراب ِع. َح ُّل هذ ِه المعادل ِة في الرب ِع الثال ِث ه َو180º + 19.5º = 199.5º : و َح ُّلها في الرب ِع الراب ِع ه َو360º – 19.5º = 340.5º : sin x = 1 والآ َنَ ،أ ُح ُّل المعادل َة :sin x –1 = 0 (x = sin –1 )1 بإضاف ِة 1إلى الطرف ْي ِن x = 90º تعري ُف معكو ِس الجي ِب باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِة ،أ ْو جدو ِل الزوايا الخاص ِ ة إذ ْن ،حلو ُل هذ ِه المعادل ِة ه َي90º, 199.5º, 340.5º : أتحقق من فهمي َأ ُح ُّل المعادلت ْي ِن الآتيت ْي ِن ،عل ًما بأ َّن :0º ≤ x ≤ 360º a) 4 sin x tan x + 3 tan x = 0 b) 2 cos2 x – 3 cos x + 1 = 0 مثال :4من الحياة ِم ْدفـ ُع هـوا ٍء يميـ ُل عـ ِن الأر ِض بزاويـ ٍة قيا ُسـها .������انطلـ َق مـ ْن ُف َّوهتِـ ِه بالـو ٌن مملـو ٌء بالما ِء بسـرع ٍة ابتدائيـ ٍة مقدا ُرهـا ،12 m/sفسـق َط علـى ُب ْعـ ِد 9 mمـ َن ال ِم ْدفـ ِع .إذا كا َنـ ِت العلاقـ ُة التي ُتم ِّث ُل المساف َة الأفقي َة dالتي يقط ُعها البالو ُن ه َي: d = 1 v2 sin 2θ θ 10 9m حي ُث vسرع ُة البالو ِن الابتدائي ُة ،فما قيم ُة ُ ،θمق ِّر ًبا إجابتي إلى أقر ِب ُع ْش ِر درج ٍة؟ 104
الوحد ُة 3 الخطو ُة ُ :1أع ِّو ُض القي َم المعطا َة في المســأل ِة في المعادل ِة المعطا ِة ،ث َّم َأ ُح ُّلها لإيجا ِد قيم ِة .θ 9 = 1 (12)2 sin 2θ المعادل ِة: إلى أتو َّص ُل المعطا ِة، القي ِم تعوي ِض عن َد 10 الخطو ُة :2لتسهي ِل الحسابا ِتَ ،أفتر ُض أ َّن ، x = 2θث َّم َأ ُح ُّل المعادل َة: 9 = 1 (12)2 sin x المعادل ُ ة 10 بضر ِب الطرف ْي ِن في ،10والتبسي ِ ط 90 = 144 sin x بقسم ِة الطرف ْي ِن على 1 44 sin x = 90 144 x = sin –1 90 = 38.7º باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِة ،والتقري ِب إلى أقر ِب ُع ْش ٍ ر 144 الخطو ُة َ :3أ ِج ُد ال َح َّل الآخ َر في الرب ِع الثاني ،وه َو180º – 38.7º = 141.3º : الخطو ُة َ :4أ ِج ُد الآ َن قيم َة :θ x = 2θ العلاق ُة بي َن َ xو θ θ = 38.7º = 19.4º أو θ = 141.3º = 70.7º بالقسم ِة على ،2والتعوي ِ ض 2 2 إذ ْن ،يصن ُع ال ِم ْدف ُع م َع الأر ِض زاوي ًة قيا ُسها ،19.4ºأ ْو 70.7ºتقري ًبا. أتحقق من فهمي الكهربا ُء موجود ٌة في جســ ِم فيزيا ُء :فــر ُق الجه ِد ( Eبالفولت) في دار ٍة كهربائي ٍة ُيعطــى بالعلاق ِة، E = 20 cos (180t) : الإنســا ِن أي ًضــا؛ فعضلا ُت حي ُث tالزم ُن (بالثواني): القل ِب مثــ ًا تنقبــ ُض بتأثي ِر تيارا ٍت كهربائيــ ٍة تص ُل إليها َ (aأفتــر ُض أ َّن ، x = 180 tو َأ ُحــ ُّل المعادلــ َة ، 12 = 20 cos xعل ًمــا بــأ َّن عبــ َر ال ُعقــ ِد والوصــا ِت .0º ≤ x ≤ 360º العصبي ِة. َ (bأ ِجــ ُد الزمــ َن ( tحي ُث ) 0 ≤ t ≤ 2عندما يكو ُن فر ُق الجهــ ِد ُ ،12 voltمق ِّر ًبا إجابتي إلى أقر ِب جز ٍء م ْن مئ ٍة م َن الثاني ِة. 105
أتدرب وأحل المسائل 1 sin x = 1 2 tan x = 1 َأ ُح ُّل المعادلا ِت الآتي َة ،عل ًما بأ َّن :0º ≤ x ≤ 360º √2 √3 3 cos x = √3 4 7 + 9 cos x = 1 2 7 5 – 2 cos (4x) = 4 5 2 sin x + 1 = 0 6 1 – 2 tan x = 5 َأ ُح ُّل المعادلا ِت الآتي َة ،عل ًما بأ َّن :0º ≤ x ≤ 90º 8 3 + 4 tan (2x) = 6 9 13 sin (3x) + 1 = 6 َأ ُح ُّل المعادلا ِت الآتي َةُ ،مفت ِر ًضا أ َّن قيا َس الزاوي ِة المجهول ِة يق ُع في الفتر ِة [:]0º, 360º 10 2 (sin x – 2) + 1 = 3 sin x 11 tan x – 3 (2 tan x – 1) = 10 12 15 tan x – 7 = 5 tan x – 3 13 5 (cos x –1) = 6 + cos x 14 tan2 x – 9 tan x + 20 = 0 15 2 cos2 x – cos x = 0 16 4 sin2 x – 3 sin x = 1 17 2 sin2 x – 1 = 0 18 4 cos2 x – 4 = 15 cos x 19 cos x = sin x C 90º-θ 20ساعا ٌتَ :أ ُح ُّل المسأل َة الوارد َة في بداي ِة الدر ِس. d ِ 21سباح ٌة :سب َح حام ٌد مساف َة 90 mم َن النقط ِة Aعلى الضف ِة B الشــمالي ِة لنه ٍر إلى النقط ِة Bعلى الضف ِة المقابل ِة ،ث َّم دا َر θ A بزاوي ٍة قائم ٍة ،وســب َح مســاف َة 60 mإلــى نقط ٍة ُأخرى C على الضف ِة الشــمالي ِة .إذا كا َن قيا ُس الزاوي ِة CABه َو ،θ وقيا ُس الزاوي ِة ACBه َو) ، (90º – θوطو ُل العمو ِد م َن B إلى CAيساوي عر َض النه ِر ،dف ُأع ِّب ُر ع ْن dبدلال ِة θم َّر ًة، وبدلال ِة ) (90º – θم َّر ًة ُأخــرى ،ث َّم َأكت ُب معادل ًة و َأ ُح ُّلها لإيجا ِد قيم ِة ،θث َّم َأ ِج ُد عر َض النه ِر. 106
الوحد ُة 3 22دولا ٌبُ :يعطــى ارتفــا ُع الراك ِب ع ِن الأر ِض فــي دولا ٍب د ّوا ٍر بالمعادلــ ِة ، h = 27 - 25cos θ :حي ُث hالارتفا ُع بالأمتا ِرَ ،و θقيا ُس الزاوي ِة التي دا َرها الدولا ُب .متى يكو ُن ارتفا ُع الراك ِب ع ِن الأر ِض 49 m؟ 23حرك ُةمقذوفا ٍت:المساف ُةالأفقي ُةالتيتقط ُعهامقذوف ٌةفيالهوا ِء(م ْندو ِنافترا ِضوجو ٍدلمقاوم ِةالهوا ِء) ُتعطىبالمعادل ِة: الأرضي ِة الجاذبي ِة تسا ُر ُع g َو المقذوف ُة، بها ُتط َل ُق التي الزاوي ُة θ َو الابتدائي ُة، الســرع ُة v0 حي ُث: ، d = v02 sin )(2θ g ( .)9.8 m/s2إذا ُق ِذ َف ْت كر ُة بيسبول بسرع ٍة ابتدائي ٍة مقدا ُرها ،40 m/sفما الزاوي ُة التي ُتو َّج ُه بها الرمي ُة لك ْي تقط َع الكر ُة مســاف ًة أفقي ًة مقدا ُرها 110 mقب َل سقو ِطها على الأر ِض؟ ما أبع ُد نقط ٍة ُيم ِك ُن أ ْن تص َلها الكر ُة إذا ُق ِذ َف ْت بهذ ِه السرع ِة الابتدائي ِة؟ مهارات التفكير العليا 24أكتش ُف الخط َأَ :ح َّل ك ٌّل م ْن سعي ٍد وعل ٍّي المعادل َة ،2sin x cos x = sin x :حي ُث:0º ≤ x < 360º : عل ٌّي: سعي ٌد: ال َح ّل ِن هما60º, 300º : الحلو ُل ه َي0º, 60º, 180º, 300º : 2sin x cos x sin x لأ َّن: لأ َّن: sin x sin x = sin x (2 cos x – 1) = 0 2 cos x = 1 sin x = 0 = cos x 1 x = 0° , 180° 2 = cos x 1 x = 60° , 300° 2 x = 60° , 300° أ ُّي ُهما إجاب ُت ُه صحيح ٌة؟ ُأب ِّر ُر إجابتي. 25تح ٍّدَ :أ ُح ُّل المعادل َة ،2 sin x cos x + sin x + 2 cos x + 1 = 0 :عل ًما بأ َّن .0º≤ x ≤ 360º 26تح ٍّدُ :أح ِّد ُد عد َد حلو ِل المعادل ِة ،cos x – sin x – 1 = 0 :حي ُث.0º≤ x < 360º : 107
اختبا ُر نهاي ِة الوحد ِة َأ ِج ُد النس َب المثلثي َة الأساسي َة للزاوي ِة xالمرسوم ِة في الوض ِع َأض ُع دائر ًة حو َل رم ِز الإجاب ِة الصحيح ِة في ما يأتي: القياســ ِّي ،التي يقط ُع ضل ُع انتهائِها دائر َة الوحد ِة عن َد ك ٍّل م َن 1إذا كا َن ،cos θ = – 0.5فــإ َّن ضل َع انتها ِء الزاوي ِة θفي النقا ِط الآتي ِة: الوض ِع القياس ِّي يق ُع في: )6 (0.6, 0.8 ( )75 , –12 )bالربع ْي ِن :الثاني ،والثال ِث. )aالرب ِع الثاني. )8 (–1, 0 13 13 ( )9 –1 , –1 )dالربع ْي ِن :الثاني ،والراب ِع. )cالرب ِع الراب ِع. √2 √2 )10 (0, 1 )11 (–0.96, 0.28 2إذا قط َع ضل ُع انتها ِء الزاوي ِة θفي الوض ِع القياس ِّي دائر َة ُيب ِّي ُن الشــك ُل التالي جــز ًءا م َن التمثي ِل البيانــ ِّي للاقترا ِن ه َي( ):sin θ قيم َة فإ َّن ،P – 4401 , 9 الوحد ِة في النقط ِة 41 المثلث ِّي y = cos xالذي يقط ُع ُه المســتقي ُم y = 0.5في a) – 4410 )b 9 النقطت ْي ِن َ Bو :C 40 َ 12أ ِج ُد إحداثيا ِت النقط ِة .A c) – 491 )d 9 41 َ 13أ ِج ُد إحدثيا ِت النقطت ْي ِنَ ،B :و .C 3قيا ُس الزاوي ِة المرجعي ِة للزاوي ِة 230ºه َو: y 1 y = cos x a) 130º b) 40º B y = 0.5 C c) 50º d) 140º A x فإ َّن ،sin x = 8 وكا َن <،90º x < 180º كا َنــ ْت إذا 180º 360º 17 4 -1 قيم َة tan xه َي: َأ ِج ُد النس َب المثلثي َة الأساسي َة ال ُمتب ِّقي َة في ك ٍّل م ّما يأتي: a) – 185 )b 8 15 14 sin x = –1 , 270º ≤ x ≤ 360º )c 15 d) – 185 2 17 َ 5ح ُّل المعادل ِة ) x = sin–1 (-1ه َو: 15 cos x = 0.4 , 0º ≤ x ≤ 360º 16 tan x = 3 , 180º ≤ x ≤ 360º a) 0º b) 90º 17 sin x = – cos x , 0º ≤ x ≤ 360º c) 270º d) 360º 108
اختبا ُر نهاي ِة الوحد ِة 32خصائ ُص الضو ِء :في تجرب ِة علو ٍم لاكتشا ِف خصائ ِص َأ ِج ُد قيم َة ك ٍّل م ّما يأتي: الضو ِءُ ،و ِض َع مصد ٌر ضوئــ ٌّي ليزر ٌّي على ُب ْع ِد 35 cm م ْن قر ٍص دائر ٍّي مثقو ٍب م ْن مرك ِز ِه ،وكا َن طو ُل نص ِف 18 sin 140º 19 cos 173º ُق ْط ِر ِه 10 cmكما في الشك ِل الآتيَ .أ ِج ُد زاوي َة الشعا ِع 20 tan 219º 21 sin 320º الذي يم ُّر خلا َل ثق ِب مرك ِز هذا القر ِص. 22 2sin 150° + tan 135º 35cm 10cm 23 sin2 150º + cos2 150º َأ ِج ُد َح َّل المعادلا ِت الآتي ِة ،عل ًما بأ َّن :0º ≤ x ≤ 360º 24 3 cos2 x – 1 = 0 تدري ٌب على الاختبارا ِت الدولي ِة 25 sin x = –1.3212 cos x 33لاســتغلا ِل طاقــ ِة الريــا ِح ،وخف ِض اســتهلا ِك وقو ِد 26 4 + 5 sin2 x = 9 sin x الديز ِلُ ،تر َب ُط أشــرع ٌة طائر ٌة بالســفين ِة ترتف ُع 150 m فو َق مستوى ظه ِر الســفين ِة .يج ُب أ ْن يكو َن طو ُل حب ِل 27 tan x = 4 sin x الشــرا ِع الطائ ِر تقري ًبا لك ْي يسح َب السفين َة بزاوي ِة ،58º 28 3 tan2 x cos x = 3 tan2 x ويكو َن على ارتفا ٍع رأس ٍّي مقدا ُر ُه 150 mكما ه َو ُمب َّي ٌن في الشك ِل الآتي: 29إذا كا َنــ ْت xزاويــ ًة فــي الربــ ِع الأو ِل ،وكا َن sin x + sin (180º – x) = 1.4444ف َأ ِجــ ُد قيــا َس الزاوي ِة .x 30لعب ُة ِمدف ٍعُ :يط ِل ُق ِمدف ُع قذائ َف بالونا ٍت مائي ًة في مسابق ٍة للتسلي ِة .إذا كا َن ال ُب ْع ُد الأفق ُّي لقذيف ٍة ُأط ِل َق ْت م َن ال ِمدف ِع اﳊﺒﻞ 150 m بزاوي ٍة قيا ُسها xم َع المستوى الأفق ِّي ،وبسرع ٍة ابتدائي ٍة ˚58 مقدا ُرها ُ ،7 m/sيعطى بالأمتا ِر حس َب العلاق ِة: قط َع ْتها) ( 3x التي الأفقي ُة ، d = 7 + 2 sinفما المساف ُة 5 ُأط ِل َق ْت بزاوي ٍة مقدا ُرها 50º؟ قذيف ٌة a) 177 m b) 283 m َ 31أ ِج ُد أصفــا َر الاقتــرا ِن ،y = 4(sin x)2 – 3عل ًما بأ َّن c) 160 m .0º ≤ x ≤ 360º d) 244 m 109
تطبيقا ُت المثلثا ِت الوحد ُة Triangle Applications 4 ما أهمي ُة هذ ِه الوحد ِة؟ للنســ ِب المثلثي ِة استعمالا ٌت كثيــر ٌة فــي العلو ِم ،والهندســ ِة، والإلكترونيــا ِت ،مثــ ُل حســا ِب ارتفاعا ِت قم ِم الجبــا ِل والمباني، وتحديــ ِد اتجاهــا ِت تحليــ ِق الطائرا ِت على الخريط ِة وغي ِرها. س َأتع َّل ُم في هذ ِه الوحد ِة: تع َّل ْم ُت ساب ًقا: ✔إيجا َد النســ ِب المثلثي ِة (الجي ُب ،جي ُب التما ِم ،الظ ُّل) ◂تفســي َر الاتجا ِه م َن الشــما ِل ،وإيجا َد ُه لنقط ٍة ما بالنسب ِة إلى نقط ٍة ُمع َّين ٍة. في الأربا ِع الأربع ِة. ✔اســتخدا َم العلاق ِة cos2 θ + sin2 θ = 1 :في َح ِّل ◂ َح َّل المثل ِث باستخدا ِم قانو َن ِي الجيو ِب ،وجيو ِب مسأل ٍة ع ْن مثل ٍث قائ ِم الزاوي ِة. التما ِم. ✔نمذج َة مسائ َل حياتي ٍة باستعما ِل مثلثا ٍت قائم ِة الزاوي ِة، ◂استعما َل جي ِب الزاوي ِة لإيجا ِد مساح ِة المثل ِث. تتض َّم ُن قياسا ِت الزوايا والأطوا ِل لأضلا ٍع مجهول ٍة. ◂إيجا َد أطوا ٍل وزوايا مجهول ٍة في أشــكا ٍل ثلاثي ِة 110 الأبعا ِد.
مشرو ُع صن ُع كلينومت ٍر واستعمالُ ُه الوحد ِة فكر ُة المشرو ِع صن ُع جها ٍز بسي ٍط لإيجا ِد قياسا ِت زوايا الارتفا ِع والانخفا ِض ،ث َّم استعما ُل ُه. الموا ُّد والأدوا ُت ما َّص ُة شرا ٍب ،منقل ٌة ،خي ٌط ،كتل ٌة (مفتا ٌح ،أ ْو ممحا ٌة) ،لاص ٌق ش ّفا ٌف ،شري ُط قيا ٍس. خطوا ُت تنفي ِذ المشرو ِع :ﻻﺻ ﹲﻖ 180 180 0 1صن ُع الكلينومت ِرُ :أث ِّب ُت ما َّص َة الشــرا ِب على الحاف ِة المستقيم ِة للمنقل ِة 0 170 10 10 170 160 20 باســتعما ِل لاص ٍق شــ ّفا ٍف ،ث َّم ُأث ِّب ُت طر َف الخي ِط فــي مرك ِز المنقل ِة ،ﻣﺎ ﱠﺻ ﹸﺔ ﴍا ﹴب 20 160 1404015030 60 30 6012050130 50130 120150 14040 110 100 90 80 70 70 80 100 110 ﺧﻴ ﹲﻂ ﻣﻨﻘﻠ ﹲﺔ وأرب ُط بطرفِ ِه الآخ ِر كتل ًة صغير ًة ،مث َل :المفتا ِح ،أ ِو المشاب ِك المعدني ِة؛ على أ ْن تتد ّلى رأس ًّيا إلى أسف َل مث ِل خ ِّط الشاقو ِل .ﻛﺘﻠ ﹲﺔ 2اســتعما ُل الكلينومت ِر :أستعم ُل أنا وأفرا ُد مجموعتي الكلينومت َر لإيجا ِد ارتفا ِع بناي ٍة أ ْو شجر ٍة با ِّتبا ِع الخطوا ِت الآتي ِة: أختا ُر شي ًئا لأقي َس ارتفا َع ُه ،وليك ْن شجر ًة.1800 أق ُف على مساف ٍة م ْن قاعد ِة الشجر ِةُ ،مم ِس ًكا بما َّص ِة الشرا ِبx . 10 أنظ ُر م ْن فتح ِة ما َّص ِة الشرا ِب إلى ق َّم ِة الشجر ِة ،ث َّم أطل ُب إلى زميلي170 أ ْن يقر َأ الزاوي َة xالتي يشي ُر إل ْيها الخي ُطُ ،ملا ِح ًظا أ َّن هذ ِه الزاوي َة تق ُع بي َن خ ِّط النظ ِر والخ ِّط الرأســ ِّي .وبذل َك ،تكــو ُن زاوي ُة ارتفا ِع ق َّم ِة20 160 الشجر ِة.(90º – x) : 30 150 40 140 50 130 180 0 60 120 11070 17010 90 3015020160 80100 140 130 120 110 100 40 50 60 70 80 أقي ُس المساف َة بي َن المكا ِن الذي أق ُف عن َد ُه وقاعد ِة الشجر ِةh . أســتعم ُل القياسا ِت التي د َّو ْن ُتها لإيجا ِد ارتفا ِع الشجر ِة فو َق مستوى عيني ،باستعما ِل العلاق ِة الآتي ِةd : l tan (90º – )x = h ⇒ h = l tan – (90º )x l ُأضي ُف المساف َة بي َن الأر ِض ومستوى عيني إلى القيم ِة التي تو َّص ْل ُت إل ْيها لإيجا ِد ارتفا ِع الشجر ِة فو َق سط ِح الأر ِض. عر ُض النتائ ِج: أكت ُب م َع أفرا ِد مجموعتي تقري ًرا يتض َّم ُن ما يأتي: صور ٌة لجها ِز الكلينومت ِر المصنو ِع. صو ٌر لجمي ِع الأشيا ِء التي قي َس ْت ارتفاعا ُتها ،وتدوي ُن الحسابا ِت التي ت َّم ْت في أثنا ِء القيا ِس بجان ِب ك ٍّل منْها. 111
الاتجا ُه م َن الشما ِل الدر ُس Bearing 1 فكر ُة الدر ِس تفســي ُر الاتجا ِه م َن الشما ِل ،وإيجا ُد ُه لنقط ٍة ما بالنسب ِة إلى نقط ٍة ُأخرى بالرس ِم ،والقيا ِس ،والحسا ِب باستعما ِل العلاقا ِت بي َن الزوايا. المصطلحا ُت الاتجا ُه م َن الشما ِل. ح َّل َق ْت طائر ٌة م ْن ع ّما َن إلى العقب ِة ،وق ْد صن َع مســا ُرها المستقي ُم مسأل ُة اليو ِم زاوي ًة قيا ُسها 200ºم َع خ ِّط الشما ِل الجغراف ِّي .ما قيا ُس الزاوي ِة بي َن مسا ِر عود ِة الطائر ِة إلى ع ّما َن وخ ِّط الشما ِل الجغراف ِّي؟ الاتجا ُه م َن الشما ِل ) (bearingللنقط ِة Bم َن النقط ِة Aه ُو قيا ُس الزاوي ِة التي ضل ُع ابتدا ِئها خ ُّط الشــما ِل الجغراف ِّي المرسو ِم م َن النقط ِة ،Aوضل ُع انتها ِئها المســتقي ُم ،ABوذل َك عن َد قيا ِس الزاوي ِة في اتجا ِه حرك ِة عقار ِب الســاع ِةُ .يك َت ُب الاتجا ُه م َن الشــما ِل باستعما ِل عد ٍد م ْن ثلاث ِة أرقا ٍم (مناز ُل) بي َن َ 000ºو .360ºاﻟﺸﲈ ﹸل ُيب ِّي ُن الشــك ُل المجاو ُر أ َّن الاتجا َه م َن الشما ِل للنقط ِة Bم َن النقط ِة 60º B A ه َو .060º A اﻟﺸﲈ ﹸل اﻟﺸﲈ ﹸل اﻟﺸﲈ ﹸل H G 110º D ُيستخ َد ُم الاتجا ُه م َن الشما ِل 330º E 48º كثيــ ًرا فــي تحديــ ِد خطو ِط الاتجا ُه م َن الشما ِل للنقط ِة F C الملاح ِة البحري ِة والجوي ِة. Hم َن النقط ِة G الاتجا ُه م َن الشما ِل للنقط ِة F الاتجا ُه م َن الشما ِل للنقط ِة م َن النقط ِة E ه َو .330º Dم َن النقط ِة C ه َو .110º ه َو .048º 112
الوحد ُة 4 توج ُد أربع ُة اتجاها ٍت رئيس ٍة يج ُب تذ ُّك ُرها دائ ًما ،ه َي: اعتمــ َد الإنســا ُن قدي ًما على 1الشما ُل ( ،)Nواتجا ُه ُه م ْن مرك ِز البوصل ِة ه َو (.)000º الشم ِس والقم ِر والنجو ِم في 2الشر ُق ( ،)Eواتجا ُه ُه م ْن مرك ِز البوصل ِة ه َو (.)090º 3الجنو ُب ( ،)Sواتجا ُه ُه م ْن مرك ِز البوصل ِة ه َو (.)180º معرف ِة الاتجاهــا ِت ،ث َّم أخ َذ 4الغر ُب ( ،)Wواتجا ُه ُه م ْن مرك ِز البوصل ِة ه َو (.)270º يعتمــ ُد اليو َم علــى البوصل ِة التــي ُتح ِّد ُد اتجا َه الشــما ِل، 000º ومنْ ُه ُتح َّد ُد بقي ُة الاتجاها ِت. 315º N NW NE 045º 270º W E 090º SW S SE 225º 180º 135º توج ُد أربع ُة اتجاها ٍت ُأخرى مشهور ٍة بد ًءا م َن الشما ِل يج ُب تذ ُّك ُرها دائ ًما ،ه َي: 1الشما ُل الشرق ُّي ( ،)NEواتجا ُه ُه م ْن مرك ِز البوصل ِة ه َو (.)045º 2الجنو ُب الشرق ُّي ( ،)SEواتجا ُه ُه م ْن مرك ِز البوصل ِة ه َو (.)135º 3الجنو ُب الغرب ُّي ( ،)SWواتجا ُه ُه م ْن مرك ِز البوصل ِة ه َو (.)225º 4الشما ُل الغرب ُّي ( ،)NWواتجا ُه ُه م ْن مرك ِز البوصل ِة ه َو (.)315º مثال 1اﻟﺸﲈ ﹸل 115º 70º ُيم ِّثـ ُل الشـك ُل المجـاو ُر موقـ َع ثـا ِث مـد ٍن ،هـ َيB ،A : َأتع َّل ُم A َوَ ،Bوَ .Cأكتــ ُب اتجــا َه المدينــ ِة Bمــ َن المدينــ ِة ،A سنســتعم ُل في بقي ِة الدر ِس C واتجـا َه المدينـ ِة Cمـ َن المدينـ ِة .A كلمــ َة (اتجــا ٌه) وح َدهــا مقيا ُس الرس ِم :ك ُّل ُ 1 cmيم ِّث ُل 10 km للدلالــ ِة على الاتجــا ِه م َن اتجــا ُه المدين ِة Bمــ َن المدينــ ِة Aهــ َو ،070ºواتجا ُه اﻟﺸﲈ ﹸل الشما ِل. المدين ِة Cم َن المدين ِة Aه َو 360º – 115º = 245º 75º أتحقق من فهمي G E 100º ُيم ِّث ُل الشــك ُل المجاو ُر موق َع ثلا ِث ســف ٍن ،ه َيَ ،E :و ،F َو َ .Gأكت ُب اتجا َه السفين ِة Gم َن السفين ِة ،Eواتجا َه السفين ِة F Fم َن السفين ِة .E 113
إذا ُع ِل َم اتجا ُه النقط ِة Sم َن النقط ِة ،Rف ُيم ِك ُن حسا ُب اتجا ِه النقط ِة Rم َن النقط ِة . S مثال N 2 َأ ِج ُد اتجا َه النقط ِة Rم َن النقط ِة Sفي الشك ِل المجاو ِر. الطريق ُة الأولى :استعما ُل الرس ِمR . 240º أرس ُم خ ًّطا رأســ ًّيا ُيب ِّي ُن اتجا َه الشما ِل الجغراف ِّي S عن َد النقط ِة ،Sث َّم أستعم ُل منقل ًة لأقي َس الزاوي َة N التي رأ ُســها ،Sوضلعاها خ ُّط الشــما ِل (N )SN والمستقي ُم .SR R سأج ُد أ َّن قيا َس هذ ِه الزاوي ِة ه ُو ،60ºإذ ْن ،اتجا ُه 240º النقط ِة Rم َن النقط ِة Sه َو S .060º الطريق ُة الثاني ُة :استعما ُل الجب ِر. مري ُم الجيل ُّي المعروف ُة بمري َم ُيم ِك ُن إيجا ُد اتجا ِه النقط ِة Rم َن النقط ِة Sباستعما ِل العلاقا ِت بي َن الزوايا. الأســطرلابي ِة هــ َي عالِمــ ُة رياضيــا ٍت و َفل ٍك ُم ْســ ِلم ٌة، m ∠ NRS = 360º – 240º = 120º مجمو ُع قيا ِس الزوايا حو َل نقط ٍة اختر َعــ ِت الأســطرلا َب m ∠ NSR = 180º – 120º = 60º ه َو 360º ال ُمع َّق َد؛ وه َو آل ٌة فلكي ٌة ُمه ِّم ٌة خ ّطا الشما ِل متوازيا ِن؛ لذا ، ُبنِ َي ْت عل ْيهــا آلي ُة عم ِل أنظم ِة فالزاويتا ِن الداخليتا ِ ن الملاح ِة الحديث ِة (.)GPS َ ، NRSو NSRمتكاملتا ِ ن أتحقق من فهمي إذا كا َن اتجا ُه النقط ِة Xم َن النقط ِة Zه َو ،295ºفما اتجا ُه النقط ِة Zم َن النقط ِة X؟ 114
الوحد ُة 4 ﻋﲈ مثال :3من الحياة ُت َع ُّد مدين ُة القد ِس واحد ًة م ْن اﻟﺸﲈل َأســتعم ُل الخريط َة المجاور َة لتحدي ِد اتجا ِه العاصم ِة ع ّما َن م ْن أقد ِم مد ِن العا َلــ ِم؛ فتاري ُخها يرجــ ُع إلى أكث َر م ْن خمســ ِة مدين ِة القد ِس الشري ِف. آلا ٍف ســن ٍة .وللقد ِس أسما ٌء الخطو ُة :1أرس ُم قطع ًة مســتقيم ًة بي َن مدين َت ِي القد ِس الشري ِف عديد ٌة ،منْها :بي ُت المقد ِس، وع ّما َن. و ُأولــى ال ِقبلت ْيــ ِن ،والقد ُس الخطو ُة :2أرس ُم خ ًّطا رأس ًّيا ُيب ِّي ُن اتجا َه الشما ِل الجغراف َّي عن َد الشري ُف. مدين ِة القد ِس الشري ِف. الخطو ُة َ :3أســتعم ُل المنقل َة لإيجا ِد قيــا ِس الزاوي ِة بي َن خ ِّط الشما ِل الجغراف ِّي والقطع ِة المســتقيم ِة الواصل ِة بي َن المدينت ْي ِن باتجا ِه حرك ِة عقار ِب الساع ِة .س َأ ِج ُد أ َّن قيا َس هذ ِه الزاوي ِة ه َو 78º إذ ْن ،اتجــا ُه العاصمــ ِة ع ّمــا َن مــ ْن مدين ِة القد ِس الشــري ِف ه َو .078º أتحقق من فهمي أستعم ُل الخريط َة في المثا ِل الساب ِق لتحدي ِد اتجا ِه مدين ِة حيفا م ْن مدين ِة القد ِس الشري ِف. Gاﻟﺸﲈ ﹸل A أتدرب وأحل المسائل M E َأ ِج ُد ك ًّل م َن الاتجاها ِت الآتي ِة باستعما ِل المنقل ِة: D 1اتجا ُه النقط ِة Dم َن النقط ِة .E 2اتجا ُه النقط ِة Gم َن النقط ِة .A 3اتجاه النقط ُة Mم َن النقط ِة .D 115
5اتجا ُه النقط ِة Bم َن النقط ِة Wه َو .310º أرس ُم شك ًل ُيو ِّض ُح ك َّل موق ٍف م ّما يأتي: 4اتجا ُه النقط ِة Cم َن النقط ِة Hه َو .170º أرس ُم شك ًل ل َح ِّل المسائ ِل الآتي ِة: 7اتجا ُه Xم ْن Yه َو َ .324ºأ ِج ُد اتجا َه Yم ْن .X 6اتجا ُه Aم ْن Bه َو َ .070ºأ ِج ُد اتجا َه Bم ْن .A 8تق ُع النقط ُة Aشمال َّي النقط ِة ،Cوتق ُع النقط ُة Bشرق َّي النقط ِة ،Aواتجا ُه النقط ِة Bم َن النقط ِة Cه َو .045ºأرس ُم شك ًل ُيب ِّي ُن مواق َع النقا ِط الثلا ِث. ملاح ٌة بحري ٌة :أبح َر قار ٌب حو َل الأضلا ِع الأربع ِة لمر َّب ٍع مساح ُت ُه كيلو مت ٍر مر َّب ٌع واح ٌد: 9إذا بد َأ الإبحا َر في اتجا ِه الشــما ِل ،فما الاتجاها ُت الثلاث ُة التالي ُة التي ســل َكها ح ّتى أكمــ َل رحل َت ُه حو َل المر َّب ِع باتجا ِه حرك ِة عقار ِب الساع ِة؟ 10إذا بد َأ الإبحا َر في اتجا ِه ،090ºفما الاتجاها ُت الثلاث ُة التالي ُة التي سل َكها ح ّتى أكم َل رحل َت ُه حو َل المر َّب ِع بعك ِس اتجا ِه حرك ِة عقار ِب الساع ِة؟ 11خرائــ ُطُ :تب ِّي ُن الخريط ُة الآتي ُة رحل َة قار ٍب حو َل إحــدى ال ُجز ِر ،بد َأ ْت م َن الموق ِع ، Sوانت َه ْت عن َد ُه .إذا كا َن ك ُّل 1 cm على الخريط ِة ُيم ِّث ُل ،20 kmفما طو ُل ك ِّل مرحل ٍة م ْن مراح ِل الرحل ِة واتجا ُهها؟ أنس ُخ الجدو َل الآت َي ،ث َّم ُأك ِم ُل ُه: اﻟﺸﲈ ﹸل اﳌﺮﺣﻠ ﹸﺔ 3 المرحل ُة المساف ُة الحقيقي ُة الاتجا ُه اﳌﺮﺣﻠ ﹸﺔ 4 اﳌﺮﺣﻠ ﹸﺔ 2 1 2 اﳌﺮﺣﻠ ﹸﺔ 5 اﳌﺮﺣﻠ ﹸﺔ 1 3 4 S 5 Y اﻟﺸﲈ ﹸل X Pوالمرفأِءْي ِن َ Xو Yعلى السا ِءح ِل: موان ُئُ :يب ِّي ُن ال ُمخ َّط ُط المجاو ُر المينا َء إلى المرفا .Xما اتجــا ُه المرفا Xم َن 12أبحــ َر قار ُب صي ٍد م َن المينــا ِء P ﺑﺤ ﹲﺮ Pﻳﺎﺑﺴ ﹲﺔ P؟ المينا ِء م َن Y ِء اتجا ُه ما .Y ِء إلى P المينا ِء م َن المينا ِء P؟ 13 أبح َر يخ ٌت المرفا المرفا 116
الوحد ُة 4 مقيا ُس الرس ِم :ك ُّل ُ 1 cmيم ِّث ُل 200 m مواق ُع جغرافي ٌةُ :يب ِّي ُن ال ُمخ َّط ُط المجاو ُر موق َع بي ِت أري َج عن َد النقط ِة H والناد َي الرياض َّي الذي ترتا ُد ُه عن َد النقط ِة :C C َ 14أستعم ُل مقيا َس الرس ِم المعطى لإيجا ِد الﻣمﻘﻴﺎساﹸفس ِةاﻟالﺮﺳح ﹺقﻢي:قي ِة mبيَ00ن2بي=ِت 1 cmاﻟﺸﲈ ﹸل أري َج والنادي الرياض ِّيH . 15أستعم ُل منقل ًة لإيجا ِد اتجا ِه النادي م ْن بي ِت أري َج. 16يبع ُد الســو ُق التجار ُّي Sمســاف َة 600 mع ْن بي ِت أري َج ،وباتجا ِه 150ºم ْن بيتِ ِهاُ .أع ِّي ُن موق َع السو ِق التجار ِّي Sعلى نسخ ٍة م َن ال ُمخ َّط ِط. 17ملاحــ ٌة جوي ٌة :في أثنا ِء تحلي ِق طائر ٍة باتجا ِه ُ ،072ºط ِل َب إلى قائ ِدها التو ُّج ُه إلى مطا ٍر صو َب الجنو ِب .ما الزاوي ُة التي سيستدي ُر بها؟ اﻟﺸﲈ ﹸل B 18خرائ ُطُ :تم ِّث ُل َ Aو َ Bو Cثلا َث ق ًرى تق ُع على رؤو ِس مر َّب ٍع في خلي ٍج ما .إذا C كا َن اتجا ُه القري ِة Bم َن القري ِة Aه َو ،030ºفما اتجا ُه القري ِة Aم َن القري ِة C؟ A َ 19أ ُح ُّل المسأل َة الوارد َة في بداي ِة الدر ِس. مهارات التفكير العليا 20مســأل ٌة مفتوح ٌة :أرس ُم مثل ًثا ذا قاعد ٍة أفقي ٍة ُأســ ّمي ِه ،ABCث َّم أقي ُس زوايا ُه ،ث َّم َأ ِج ُد اتجا َه Aم ْن ،Bواتجا َه Cم ْن ،A واتجا َه Cم ْن .B تح ٍّد:أبح َر ْت ســفين ٌة م َن المينا ِء Pمساف َة 57 kmباتجا ِه الشما ِل ،ث َّم تح َّو َل ْت إلى اتجا ِه ،045ºوقط َع ْت مساف َة .38 kmإذا كا َن موق ُع السفين ِة الحال ُّي ه َو ،Sف َأ ِج ُد: .SP 21 22اتجا َه موق ِع السفين ِة م َن المينا ِء .P 117
قانو ُن الجيو ِب الدر ُس Law of Sines 2 استعما ُل قانو ِن الجيو ِب لإيجا ِد طو ِل ضل ٍع ،أ ْو قيا ِس زاوي ٍة في مثل ٍثُ ،ع ِل َم في ِه ضلعا ِن وزاوي ٌة مقابل ٌة فكر ُة الدر ِس لأح ِد ِهما ،أ ْو زاويتا ِن وضل ٌع بينَ ُهما. المصطلحا ُت إرﺑ ﹸﺪ َح ُّل المثل ِث ،قانو ُن الجيو ِب .إرﺑﺪ ﻋﺠﻠﻮن ﺟﺮش اﳌﻔﺮق إذا كا َنــ ْت جــر ُش والزرقا ُء ومأدبـاﳌـﻔاﺮ ُﹸتقشــ ِّك ُل رؤو َس مثل ٍث على الخريط ِة ،والمســاف ُة بي َن مدين َت ِي الزرقا ِء وجر َش ،44 kmوقيا ُس ﻋﺠﻠﻮ ﹸن الزاوي ِة التي تق ُع عن َد رأ ِسها مدين ُة جر َش ،52ºوقيا ُس الزاوي ِة االﻟتﺰريﻗﺎ ﹸء مسأل ُة اليو ِم ﺟﺮ ﹸش تق ُع عن َد رأ ِســها مدين ُة الزرقا ِء ،93ºفهــ ْل ُيم ِك ُن بهذ ِه المعلوما ِت اﻟﺴﻠﻂ اﻟﺰرﻗﺎء حسا ُب المساف ِة بي َن مدين َت ْي جر َش ومأدبا؟ اﻟﺒﻠﻘﺎ ﹸء ﻋﲈن ﻣﺎدﺑﺎ ﻋ ﹼﲈ ﹸن ﻣﺄدﺑﺎ يوج ُد في أ ِّي مثل ٍث ســت ُة قياســا ٍت ،ه َي :ثلاث ُة أضلا ٍع ،وثلا ُث زوايا .وإيجا ُد هذ ِه الاﻟﻜقﺮيكاسا ِت اﻟﻜﺮ ﹸك المثلثا ِت على الزوايا قياسا ُت تساع ُد إ ْذ (solving؛ a )triangle المثل ِث َح ِّل باس ِم ُيع َر ُف َح ِّل في حا ِل كا َن ْت بع ُض قياســاتِها معروف ًة ،وذلك باســتعما ِل نســب ِة الجي ِب لإيجا ِد علاقا اﻟﻄٍﻔﻴﻠاتﺔﻟبﻄيﻔﻴ َﻠن ﹸﺔ رمو ٌز رياضي ٌة A أطوا ِل الأضلا ِع. تشــي ُر الأحــر ُف الكبيــر ُة A, B, Cإلــى رؤو ِس ﻣﻌﺎ ﹸن المثلــ ِث وزوايــا ُه ،فــي حي ِن تشــي ُر الصغيــر ُة منْها c h b ففــي المثلــ ِث ABCالمرســو ِم جان ًبــاُ ،يم ِّث ُل h a, b, cإلــى أطــوا ِل الارتفــا َع م َن النقطــ ِة A؛ لذا فه َو عمــود ٌّي على الأضــا ِع .فمثــ ًا ،طو ُل ﻣﻌﺎن الضلــ ِع المقابــ ِل للزاوي ِة Aيشــا ُر إل ْيــ ِه بالحر ِف ،a B aD C القاعد ِة .BC وهكذا. اﻟﻌﻘﺒ ﹸﺔ ُيم ِك ُن الاستفاد ُة م ْن تعري ِف الجي ِب في استنتا ِج بع ِض العلاقا ِت كما يأتي: 118 اﻟﻌﻘﺒﺔ = sin B h تعري ُف الجي ِ ب c h = csin B بالضر ِب التبادل ِّي = sin C h تعري ُف الجي ِب b بالضر ِب التبادل ِّي h = bsin C بالمساوا ِة h = h بقسم ِة الطرف ْي ِن على ،sin Bث َّم على s in C csin B = bsin C c C = b B sin sin
الوحد ُة 4 وبالمث ِلُ ،يم ِك ُن استنتا ُج العلاقت ْي ِن الآتيت ْي ِن عن َد رس ِم ارتفا ِع A c b ΄h المثل ِث م َن النقط ِة Bبشــك ٍل عمود ٍّي على ، ACأ ْو رســ ِم B aC ارتفا ِع ِه م َن النقط ِة Cعمود ًّيا على .AB a A = c C sin sin a b sin A = sin B عن َد دم ِج هذ ِه العلاقا ِت الثلا ِث م ًعا ،ينت ُج قانو ُن الجيو ِب ).(law of sines إرشا ٌد توج ُد صيغ ٌة ُأخرى لقانو ِن a A = b B = c C الجيو ِب ه َي: sin sin sin sin A sin B sin C ُيســتع َم ُل قانو ُن الجيو ِب ل َح ِّل المثل ِث الذي ُع ِل َم ْت ثلاث ٌة من قياساتِ ِه ،وذل َك في الحالت ْي ِن a = b = c ُأف ِّك ُر الآتيت ْي ِن: إرشا ٌد لماذا يتعــ َّذ ُر َح ُّل المثل ِث 1ضل ٌع واح ٌد وزاويتا ِن ( ،ASAأ ْو .)SAA -الحــر ُف Sهــ َو اختصا ٌر الذي ُع ِل َم ْت فق ْط قياسا ُت 2ضلعا ِن وزاوي ٌة مقابل ٌة لأح ِد ِهما (.)SSA لكلمــ ِة ،Sideوتعنــي زوايا ُه جمي ًعا؟ ُيب ِّي ُن الشك ُل الآتي هات ْي ِن الحالت ْي ِن: الضل َع. S S SA -الحــر ُف Aهــ َو اختصا ٌر AA A لكلمــ ِة ،Angleوتعنــي A S اﳊﺎﻟ ﹸﺔ SAA 1 اﳊﺎﻟ ﹸﺔ ASA 1 الزاوي َة. اﳊﺎﻟ ﹸﺔ SSA 2 A مثال 1 َأ ِج ُد قيم َة xفي المثل ِث .ABC 84º 25 cm B 47º x cm C x = 25 قانو ُن الجيو ِب Rx sin 84º sin 47º 75º S بضر ِب الطرف ْي ِن في sin 84º x = 25 sin 84º باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِ ة 45 sin 47º 37º ≈ 34 cm أتحقق من فهمي T َأ ِج ُد قيم َة xفي المثل ِث RSTال ُمب َّي ِن جان ًبا. 119
ُيم ِك ُن أي ًضا استعما ُل قانو ِن الجيو ِب لإيجا ِد قيا ِس زاوي ٍة مجهول ٍة في المثل ِث. مثال 2 7 A 40º 6 َأ ِج ُد قيم َة xفي المثل ِث .ABC x C sin x = sin 40º قانو ُن الجيو ِب B 7 6 بضر ِب الطرف ْي ِن في 7 S 6 sin x = 7sin 40º 65º 6 T ≈ 0.7499 )x = sin–1 (0.7499 معكو ُس الجي ِب باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِة ≈ 48.6º أتحقق من فهمي 12 َأ ِج ُد قيم َة xفي المثل ِث .RST x R ُيم ِك ُن نمذج ُة كثي ٍر م َن المواق ِف الحياتي ِة باســتعما ِل المثلثا ِت ،ث َّم إيجا ُد قياسا ٍت مجهول ٍة فيها باستعما ِل قانو ِن الجيو ِب. مثال :3من الحياة A يقـ ُع بـر ٌج ارتفا ُعـ ُه hمتـ ٌر علـى ت َّلـ ٍة ،وقـ ْد ُر ِصـ َد ْت ق َّمـ ُة البـر ِج Aمـ َن النقطـ ِة Bالتـي B 50º 25 m C تبعـ ُد عـ ْن قاعـد ِة البـر ِج 25 mفـكا َن قيـا ُس زاويـ ِة ارتفا ِعهـا ، 50ºثـ َّم ُر ِصـ َد ْت ق َّمـ ُة D الت َّلـ ِة مـ َن النقطـ ِة Bنف ِسـها فـكا َن قيـا ُس زاويـ ِة ارتفا ِعهـا .20ºمـا ارتفـا ُع البـر ِج h؟ 20º A َأ ِج ُد أو ًل قيا َس الزاوي ِة :ABC معلوم ٌة أساسي ٌة 40º m∠ABC = 50º – 20º = 30º ُتســ ّمى الزاوي ُة المحصور ُة h ث َّم َأ ِج ُد قيا َس الزاوي ِة :BAD بي َن خــ ِّط البصــ ِر والخ ِّط 25 m C الأفق ِّي الما ِّر بعيــ ِن الناظ ِر 30º m∠BAC = 180º – 90º – 50º = 40º B زاوي َة الارتفا ِع. ارتفــا ُع البر ِج ه َو طــو ُل الضل ِع ACفي المثل ِث َ .BACأســتعم ُل قانــو َن الجيو ِب ل َح ِّل هذا المثل ِث. 120
الوحد ُة 4 بع َد ذل َك َأستعم ُل قانو َن الجيو ِب في المثل ِث BACلإيجا ِد ارتفا ِع البر ِج: h = 25 قانو ُن الجيو ِب sin 30º sin 40º بضر ِب الطرف ْي ِن في sin30º h = 25 sin30º باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِة sin 40º إذ ْن ،ارتفا ُع البر ِج ه َو 19.45 m : h ≈ 19.45 m أتحقق من فهمي 37º B 20 m رص َد لي ٌث زاوي َة ق َّم ِة بناي ٍة م َن النقط ِة ،Aفكا َن ْت ،37ºث َّم ســا َر مساف َة 20 mباتجا ِه البناي ِة ح ّتى h النقط ِة ،Cث َّم رص َد زاوي َة ق َّم ِة البناي ِة ،فكا َن ْت َ .67ºأ ِج ُد ارتفا َع البناي ِة. 67º CD A مثال :4من الحياة التق َط ْت مح َّطتا خف ِر الســواح ِل َ Aو Bندا َء اســتغاث ٍة م ْن ســفين ٍة عن َد النقط ِة Cفي البح ِر ،وق ْد اﻟﺸﲈ ﹸل C اﻟﺸﲈ ﹸل ح َّد َد ِت المح َّط ُة Aاتجا َه الســفين ِة عن َد ،040ºوح َّد َد ِت المح َّط ُة Bاتجا َه السفين ِة عن َد .330ºإذا 40º B كا َن ِت Bشرق َّي Aوكان ِت المساف ُة بي َن المح َّطت ْي ِن ،120 kmفك ْم تبع ُد السفين ُة ع ِن المح َّط ِة A؟ 330º A 120 kmيج ُب أو ًل إيجا ُد قيا ِس الزاوي ِة :C قيا ُس الزاوي ِة BACه َو ( 50ºلأ َّنها ُمت ِّمم ٌة للزاوي ِة التي قيا ُسها .)40º وقيا ُس الزاوي ِة ABCه َو ( 60ºلأ َّن .)330º – 270º = 60ºإذ ْن: m∠ACB = 180º – 60º – 50º = 70º ث َّم استعما ُل قانو ِن الجيو ِب: b = c قانو ُن الجيو ِ ب sin B sin C b = 120 بالتعوي ِض sin 60º sin 70º بضر ِب الطرف ْي ِن في s in 60º b = × 120 sin 60º باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِ ة sin 70º ≈ 110.59 km أتحقق من فهمي َأ ِج ُد ُب ْع َد السفين ِة ع ِن المح َّط ِة Bفي المثا ِل الساب ِق. 121
أتدرب وأحل المسائل َأ ِج ُد قيم َة xفي ك ٍّل م َن المثلثا ِت الآتي ِة: 1 B 2 B 41º C 3 B x A 85º x 45º C 65º C x 102º 12 32 37º 4 A A 4 B 5 B 32º C 6 B x6 x 14 15 A 58º C 8 17 x C 7 A 43º A A 7 َ 7أ ِج ُد قيا َس الزاوي ِة المنفرج ِة CBAفي الشك ِل المجاو ِر10 . 30º C B 8خرائ ُطَ :أ ُح ُّل المسأل َة الوارد َة في بداي ِة الدر ِسG . 29.7º 41.2º C 9بِحا ٌر :ترص ُد ســفينتا ِن في البح ِر ق َّم َة جب ٍل كما في الشك ِل المجاو ِر. AB إذا كا َن ِت المســاف ُة بي َن الســفينت ْي ِن ،1473 mفما ارتفا ُع الجب ِل م ْن مستوى سط ِح البح ِر؟ 15.9º 10أبرا ُج إرســا ٍل :رص َد معا ٌذ ارتفا َع مبنًى ،وارتفا َع بر ِج إرسا ٍل فو َق ُه كما في الشك ِل المجاو ِرَ .أ ِج ُد ارتفا َع بر ِج الإرسا ِل. 23.6º 122 200 m
الوحد ُة 4 11عل ُم ال َفل ِك :رص َد عام ٌر وهشا ٌم م ْن منزل ْي ِهما نج ًما في السما ِء في اللحظ ِة نف ِسها .إذا كا َن ْت 49.8974º زاوي ُة رص ِد هشــا ٍم للنج ِم ،49.8974ºوزاوي ُة رص ِد عام ٍر ل ُه ،49.9312ºوالمســاف ُة بي َن 300 km 49.9312º منزل ْي ِهما ،300 kmف ُأق ِّد ُر ُب ْع َد النج ِم ع ِن الأر ِض. ﻋﺎﻣ ﹲﺮ ﻫﺸﺎ ﹲم ﺳﻠﻤﻰ 12مدين ُة الألعا ِب :في مدين ِة الألعا ِب ،جل َســ ْت سلمى وره ُف على مقعد ْي ِن منفصل ْي ِن في لعب ِة الدولا ِب الد ّوا ِر كما في الشك ِل المجاو ِرَ .أ ِج ُد المساف َة xبينَ ُهما. 4.8 m x رﻫ ﹸﻒ 58º 13رياض ُة التز ُّل ِج :يتك َّو ُن مسا ُر تز ُّل ٍج م ْن جز ٍء مائ ٍل ،وآخ َر مستقي ٍم .إذا تز َّل َج محمو ٌد م َن النقط ِة Qإلى النقط ِة ،Pث َّم وص َل خــ َّط النهاي ِة عن َد النقط ِة ،Rوكا َن ْت زاوي ُة ارتفا ِع مســا ِر التز ُّل ِج ع ِن الأر ِض ،25ºوالمســاف ُة بي َن النقطت ْي ِن َ Pو Rه َي ،500 mوزاوي ُة ر ْص ِد ال َح َك ِم م ْن نقط ِة النهاي ِة لل ُمتز ِّل ِج الذي يق ُف عن َد نقط ِة البداي ِة ،15ºفما طو ُل مسا ِر التز ُّل ِج QP؟ Q 25º P 15º R D 500 m َ 14أ ِج ُد قيم َة xفي الشك ِل الآتيُ ،مق ِّر ًبا إجابتي إلى أقر ِب جز ٍء م ْن عشر ٍة. x 70º 15º 2m 123
40º 100 m 35º مهارات التفكير العليا P Q 15تبري ٌر :أطل َق قنّاصا ِن النا َر على هد ٍف ُمتح ِّر ٍك في الســما ِء في لحظ ٍة ما .إذا كا َن ْت زاوي ُة إطــا ِق الأو ِل ،40ºوزاوي ُة إطلا ِق الثاني ،35ºوالمساف ُة بينَ ُهما ،100 mفأ ُّي ُهما سيصي ُب الهد َف أو ًل؟ ُأب ِّر ُر إجابتي. 250 m 16تح ٍّد :م َّر قار ٌب أســف َل جســ ٍر طو ُل ُه 250مت ًرا .وق ْد رص َد الشــخ ُص الذي في 69.2º 65.5º القار ِب الزاويت ْي ِن اللت ْي ِن تقعا ِن عن َد طر َف ِي الجس ِر ،فكا َنتا َ 69.2ºو َ ،65.5ºأ ِج ُد h ارتفا َع الجس ِر ع ِن القار ِب. زاوي ِة في ٍء وجو َد الط ّيا ُر أدر َك 50 km مســاف َة قط َع ْت أ ْن وبع َد ،Q المدين ِة إلى P المدين ِة م َن طائر ٌة تو َّج َه ْت تبري ٌر: 17 خطا الانطلا ِق مقدا ُر ُه ،10ºفاســتدا َر في الحا ِل ،وقط َع ِت الطائر ُة مساف َة 70 kmح ّتى وص َل ِت المدين َة .Qإذا كا َن ْت سرع ُة الطائر ِة بمقدا ٍر ثاب ٍت ه َي ،250 km/hفما الوق ُت الإضاف ُّي الذي استغر َق ُه الط ّيا ُر بسب ِب خط ِئ ِه في زاوي ِة الانطلا ِق؟ 10° 70 km Q P 50 km R 124
قانو ُن جيو ِب التما ِم الدر ُس Law of Cosines 3 فكر ُة الدر ِس استعما ُل قانو ِن جيو ِب التما ِم لإيجا ِد طو ِل ضل ٍع ،أ ْو قيا ِس زاوي ٍة في مثل ٍث. المصطلحا ُت قانو ُن جيو ِب التما ِم. انطل َق ْت حافلتا ِن م ْن مح َّط ٍة واحد ٍة في الوق ِت نف ِســ ِه ،وق ِد ا َّتج َه ِت مسأل ُة اليو ِم الأولى شر ًقا بســرع ِة ، 60 km/hوانطل َق ِت الثاني ُة في مسا ٍر َيصن ُع زاوي َة 30ºم َع مســا ِر الحافل ِة الأولى بسرع ِة .50 km/hه ْل ُيم ِك ُن حسا ُب المساف ِة بي َن الحافلت ْي ِن بع َد ُم ِض ِّي 3ساعا ٍت على انطلا ِق ِهما؟ تع َّر ْف ُت في الدر ِس الســاب ِق قانو َن الجيو ِب ،وكي َف ُيستع َم ُل ل َح ِّل مثلثا ٍت ُع ِل َم فيها ضل ٌع واح ٌد وزاويتا ِن ( ،ASAأ ْو ،)SAAأ ْو ضلعا ِن وزاوي ٌة مقابل ٌة لأح ِد ِهما (.)SSA ُتستع َم ُل أي ًضا نسب ُة جي ِب التما ِم لإيجا ِد علاقا ٍت ُأخرى بي َن أطوا ِل الأضلا ِع وقياسا ِت الزوايا؛ ما يساع ُد على َح ِّل بع ِض المثلثا ِت التي لا ُيم ِك ُن َح ُّلها باستعما ِل قانو ِن الجيو ِب. ففي الشــك ِل المجاو ِرُ ،يم ِّث ُل hالارتفا َع المرسو َم م ْن Bعمود ًّيا على .ACوباستعما ِل نظري ِة B فيثاغورس وتعري ِف جي ِب التما ِمُ ،يم ِك ُن استنتا ُج بع ِض العلاقا ِت على النح ِو الآتي: c ha h2 = c2 – x2 Aباستعما ِل نظري ِة فيثاغورس في المثل ِث A DB xD b b–x h2 = a2 – (b – x)2 باستعما ِل نظري ِة فيثاغورس في المثل ِث BDC C c2 – x2 = a2 – (b – x)2 بمساوا ِة المعادلت ْي ِن h2 = h2 c2 – x2 = a2 – b2 + 2 xb – x2 بف ِّك القو ِ س a2 = b2 + c2 – 2 xb بالتبسي ِط لإدخا ِل جي ِب التما ِم في المعادل ِة ، a2 = b2 + c2 – 2 xb :فإ َّننا نكت ُب xبدلال ِة :cos A cos A = cx تعري ُف جي ِب التما ِ م x = c × cos A بالضر ِب التبادل ِّي a2 = b2 + c2 – 2 bc cos A بتعوي ِض قيم ِة xفي المعادل ِ ة 125
وبذل َك ،نتو َّص ُل إلى العلاق ِة الآتي ِة بي َن أطوا ِل أضلا ِع المثل ِث وقياسا ِت زوايا ُه باستعما ِل جي ِب َأتع َّل ُم ُيم ِك ُن كتابــ ُة قانو ِن جيو ِب التما ِم: التما ِم كما يأتي: a2 = b2 + c2 – 2 bc cos A وبطريق ٍة مشابه ٍةُ ،يم ِك ُن التو ُّص ُل إلى العلاقت ْي ِن الآتيت ْي ِن: b2 = a2 + c2 – 2ac cos B c2 = a2 + b2 – 2ab cos C ُتس ّمى هذ ِه العلاقا ُت الثلا ُث قانو َن جيو ِب التما ِم ) ،(Law of Cosinesو ُيستع َم ُل هذا القانو ُن ل َح ِّل أ ِّي مثل ٍث ُع ِل َم ْت ثلاث ٌة من قياساتِ ِه في الحالت ْي ِن الآتيت ْي ِن: 1ضلعا ِن وزاوي ٌة محصور ٌة بينَ ُهما (.)SAS 2ثلاث ُة أضلا ٍع (.)SSS SS S cos A = b2 – + c 2 a2 2bc S A اﳊﺎﻟ ﹸﺔ 2 S cos B = a2 – + c 2 b2 SSS 2ac اﳊﺎﻟ ﹸﺔ1 cos C = a2 – + b 2 c 2 SAS 2ab 80º 10 cm مثال 1 6 cm َأ ِج ُد قيم َة xفي المثل ِث المجاو ِر. x x2 = 62 +102 – 2 × 6 × 10 cos 80º قانو ُن جيو ِب التما ِم B x x2 = 115.16 باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِة 8 x = 10.7 cm بأخ ِذ الجذ ِر التربيع ِّي للطرف ْي ِن أتحقق من فهمي C َ A 65º 8أ ِج ُد قيم َة xفي المثل ِث المجاو ِر. ُيستع َم ُل قانو ُن جيو ِب التما ِم أي ًضا لإيجا ِد قيا ِس زاوي ٍة مجهول ٍة في المثل ِث. 126
الوحد ُة 4 82 = 52 +72 – 2 × 5 × 7 cos x مثال 2 S 7 x َأ ِج ُد قيم َة xفي المثل ِث RSTالمجاو ِر. 5 cos x = 52 + 72 –82 قانو ُن جيو ِب التما ِ م R8 T 2 × 5×7 بكتاب ِة cos xموضو ِع القانو ِن C cos x = 0.1428 باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِة معكو ُس جي ِب التما ِ م x = 81.8º أتحقق من فهمي َأ ِج ُد قيم َة xفي المثل ِث ABCالمجاو ِر. Bx 12 20 16 A ق ْد نحتا ُج في بع ِض المســائ ِل إلى اســتعما ِل قانو َنــ ِي الجيو ِب وجيو ِب التمــام م ًعا لإيجا ِد القياسا ِت المطلوب ِة. مثال :3من الحياة شـو ِه َد ْت طائـر ٌة مروحيـ ٌة ُتح ِّلـ ُق فـي السـما ِء مـ َن القريت ْيـ ِن َ Xو Yفـي اللحظـ ِة نف ِسـها .إذا Y H 8.5 كا َن ُب ْعـ ُد الطائـر ِة عـ ِن القريـ ِة Xهـ َو ،8.5 kmوعـ ِن القريـ ِة Yهـ َو ،12 kmوكا َنـ ِت القريتـا ِن 12 X فـي مسـت ًوى أفقـ ٍّي واحـ ٍد ،وزاويـ ُة ارتفـا ِع الطائـر ِة مـ َن القريـ ِة Yهـ َي ،43ºفمـا المسـاف ُة 43º بيـ َن هات ْيـ ِن القريت ْيـ ِن؟ لإيجا ِد المســاف ِة بي َن القريت ْي ِن ،يج ُب معرف ُة قيا ِس الزاوي ِة بيــ َن الضلع ْي ِن اللذ ْي ِن ُيم ِّثلا ِن ُب ْع َد ِي الطائر ِة ع ِن القريت ْي ِن كما يأتي: الخطو ُة :1استعما ُل قانو ِن الجيو ِب لإيجا ِد قيا ِس الزاوي ِة Xفي المثل ِث .HYX sin 43º = sin X قانو ُن الجيو ِب 8.5 12 بضر ِب الطرف ْي ِن في 12 sin X = 12 sin 43º باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِ ة 8.5 sin X ≈ 0.963 X = sin–1 0.963 معكو ُس sin ≈ 74.3º باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِ ة الخطو ُة :2إيجا ُد قيا ِس الزاوي ِة .H 127
.180º – 43º – 74.3º = 62.7º مجمو ُع قيا ِس زوايا المثل ِث 180º الخطو ُة :3استعما ُل قانو ِن جيو ِب التما ِم لإيجا ِد المساف ِة بي َن القريت ْي ِن. (XY)2 = 122 + 8.52 − 2 (12) (8.5) cos 62.7º قانو ُن جيو ِب التما ِم (XY)2 = 122.7 باستعما ِل الآل ِة الحاسب ِ ة XY = √1 22.7 = 11.1 بحسا ِب الجذ ِر التربيع ِّي للطرف ْي ِ ن إذ ْن ،المساف ُة بي َن المدينت ْي ِن 11.1 kmتقري ًبا. أتحقق من فهمي ســف ٌن :أبح َر ْت ســفين ٌة م َن المينا ِء Aباتجا ِه الشما ِل ،فقط َع ْت مســاف َة ،240 kmث َّم انحر َف ْت بزاوي ِة ،50ºوقط َع ْت مســاف َة 160 kmح ّتى وص َل ْت إلى المينا ِء .Bما المســاف ُة بي َن المينا ِء A والمينا ِء B؟ مثال :4من الحياة N1 100º N2 أقل َعـ ْت طائـر ٌة بزاويـ ِة 100ºعـ ِن الشـما ِل مـ َن المدينـ ِة ،Aفقط َعـ ْت مسـاف َة ،400 kmثـ َّم انعط َفــ ْت يمينًــا ،فأصب َحــ ِت الزاويــ ُة بيــ َن خــ ِّط مســا ِرها الجديــ ِد والشــما ِل ،170ºثــ َّم A 400 قط َعــ ْت مســاف َة 500 kmلتصــ َل إلــى المدينــ ِة .Bمــا المســاف ُة بيــ َن هات ْيــ ِن المدينت ْيــ ِن؟ M 170º ُيم ِك ُن حســا ُب المســاف ِة بي َن المدينت ْي ِن (طو ُل القطع ِة المســتقيم ِة )ABبإيجا ِد قيا ِس الزاوي ِة 500 .AMB B م َن ال ُملا َح ِظ أ َّن الزاوي َة ُ AMN2مك ِّمل ٌة للزاوي ِة ،MAN1وه َي تساوي .80º m∠AMB = 360º − (80º + 170º) = 110º مجمو ُع الزوايا حو َل نقط ٍ ة قانو ُن جيو ِب التما ِ م (AB)2 = (400)2 + (500)2 − 2 × 400 × 500 cos 110º (AB)2 = 546808.0573 باستعما ِلالآل ِةالحاسب ِ ة AB = √5 46808.0573 ≈ 739.5 بأخ ِذ الجذ ِر التربيع ِّ ي إذ ْن ،المساف ُة بي َن المدينت ْي ِن 739.5 kmتقري ًبا. أتحقق من فهمي ســا َر قطا ٌر م َن المح َّط ِة Aفي اتجا ِه 080ºإلى المح َّط ِة Bالتي تبع ُد عنْها ،120 kmث َّم َتح َّو َل إلى اتجا ِه ،070ºوسا َر مساف َة 90 kmإلى المح َّط ِة .Cما المساف ُة بي َن المح َّط ِة Aوالمح َّط ِةC؟ 128
الوحد ُة 4 أتدرب وأحل المسائل َأ ِج ُد قيم َة xفي ك ٍّل م َن المثلثا ِت الآتي ِة: 1 B 2 B 15 C 3 B x C 6 x 102º 32 45 37º 22 x A A 65º C 8 A 4 B C 6 B 5 B x 12 7 10 C 30 15 Ax 9 24 50 x C A 40 A اﻟﺸﲈ ﹸل 50 اﻟﺸﲈ ﹸل 7ملاح ٌة جوي ٌة :أبح َر ْت ســفين ٌة م ْن أح ِد الموان ِىء مســاف َة 50 kmفي اتجا ِه ، 050ºث َّم غ َّي َر القبطا ُن خ َّط ســي ِرها إلى اتجا ِه 150ºوقط َع ْت 50º T 150º مســاف َة ،40 kmث َّم تو َّق َف ْت بســب ِب إصاب ِة أح ِد أفــرا ِد الطاق ِم .ما P 40 المساف ُة التي ستقط ُعها مروحي ُة الإنقا ِذ م َن المينا ِء لتص َل إلى السفين ِة في أقص ِر وق ٍت ُمم ِك ٍن؟ S 8كر ُة قد ٍمُ :يب ِّي ُن الشــك ُل المجاو ُر موقع لاع َب كر ِة قد ٍم يرك ُل الكر َة نح َو مر ًمى عر ُض ُه َ .5 mأ ِج ُد قيا َس الزاوي ِة التي يســتطي ُع منْهــا اللاع ُب أ ْن يرك َل الكر َة اﳌﺮﻣﻰ زاوﻳ ﹸﺔ اﻟﻨﻈ ﹺﺮ لتسدي ِد هد ٍف ،عل ًما بأ َّن ُه يبع ُد ع ْن طر َف ِي المرمى مساف َة َ 26 mو .23 m ﻣﻮﻗ ﹸﻊ اﻟﻼﻋ ﹺﺐ 129
50º km خرائ ُط طيــرا ٍن :أقل َع ْت طائر ٌة م َن المدين ِة Aفي اتجا ِه 000ºمســاف َة ،150 kmث َّم اﳌﺪﻳﻨ ﹸﺔ C 9 100 ا َّتج َه ْت إلى ،050 ºوســا َر ْت مســاف َة 100 kmح ّتى وص َلــ ِت المدين َة Cكما في اﳌﺪﻳﻨ ﹸﺔ B الشــك ِل المجاو ِر .ما أقص ُر مســاف ٍة ممكن ٍة بي َن المدينت ْي ِن إذا كا َن مسمو ًحا للطائر ِة 150 km ا ِّتخا ُذ المسا ِر الذي تري ُد؟ اﳌﺪﻳﻨ ﹸﺔ A مهارات التفكير العليا اﻟﺸﲈ ﹸل 10مروحيــ ُة إنقا ٍذُ :أر ِســ َل ْت مروحي ُة إنقا ٍذ م َن القاعد ِة Aلإســعا ِف رجــ ٍل على جب ٍل عن َد النقط ِة Mإلى الشــما ِل م ْن هذ ِه القاعد ِة ،ث َّم أوص َل ْت ُه إلى المستشــفى Hالذي يبع ُد ع ِن M 145º القاعد ِة مســاف َة 38 kmكما يظه ُر في الشــك ِل المجاو ِرَ .أ ِج ُد المســاف َة م َن الجب ِل إلى A 103º المستشفى بطريقت ْي ِنH . 38 11تح ٍّدَ :أ ِج ُد قيا َس أصغ ِر زاوي ٍة في مثل ٍث أطوا ُل أضلا ِع ِه ، 3a, 5a, 7aحي ُث aعد ٌد حقيق ٌّي موج ٌب. D 7.2 A 100º 6.7 12تح ٍّدَ :أ ِج ُد طو َل الضل ِع CDفي شب ِه المنحر ِف المجاو ِر. C 9.3 B A 13تح ٍّدُ :يم ِّث ُل الشك ُل المجاو ُر حق َل النخي ِل ABCDالذي يري ُد مالِ ُك ُه إحاط َة سيا ٍج ب ِه. َأ ِج ُد طو َل السيا ِج. 37º B 25º 14ساعا ٌت :طو ُل عقر َب ْي ساع ٍة َ ،3 cmو َ .4 cmأ ِج ُد المساف َة بي َن رأ َس ِي العقرب ْي ِن عندما 30 يشيرا ِن إلى الساع ِة 4تما ًما. 80º D 50 C 500 m 15أبرا ٌج :يرتف ُع بر ٌج 500 mعلى ت َّل ٍة تمي ُل بزاوي ِة 5ºع ِن المستوى الأفق ِّي كما في الشك ِل المجاو ِر .أرا َد ِت المهندســ ُة صفا ُء تثبي َت البر ِج بســلك ْي ِن م ْن ق َّمتِــ ِه إلى نقطت ْي ِن على 100 m 100 m 5º الأر ِض ،تبع ُد ك ٌّل منْ ُهما مساف َة 100 mع ْن قاعد ِة البر ِجَ .أ ِج ُد طو َل السلك ْي ِن. 130
استعما ُل جي ِب الزاوي ِة لإيجا ِد مساح ِة المثل ِث الدر ُس Using Sine to Find the Area of a Triangle 4 فكر ُة الدر ِس إيجا ُد مساح ِة مثل ٍث ُع ِل َم في ِه طولا ضلع ْي ِن ،وقيا ُس الزاوي ِة المحصور ِة بينَ ُهما. لدى ُمزا ِر ٍع قطع ُة أر ٍض مثلث ُة الشــك ِل ،طو ُل أح ِد أضلا ِعها ،84 m مسأل ُة اليو ِم وطو ُل ضل ٍع آخ َر ،110 mوقيا ُس الزاوي ِة المحصور ِة بينَ ُهما ،145º وقــ ْد أرا َد زراع َتها بالبطاطــا ،ف َل ِز َم ُه 0.15 kgمــ ْن درنا ِت البطاطا لك ِّل مت ٍر مر َّب ٍع .كي َف يســتطي ُع ال ُمزا ِر ُع حسا َب كمي ِة درنا ِت البطاطا اللازم ِة لزراع ِة أر ِض ِه؟ تع َّل ْم ُت ســاب ًقا كيفي َة حسا ِب مســاحة ِالمثل ِث بضر ِب نص ِف طو ِل قاعدت ِه في ارتفاع ِه ،غي َر أ َّن ُه يتع َّذ ُر اســتعما ُل هذ ِه الطريق ِة إذا كا َن الارتفا ُع مجهو ًل؛ لذا ُيم ِك ُن اســتخدا ُم النس ِب المثلثي ِة في إيجا ِد قانو ٍن آخ َر لحسا ِب مساح ِة المث ِلث باستعما ِل أطوا ِل أضلا ِع ِه وقياسا ِت زوايا ُه .ففي الشــك ِل المجاو ِرُ ،نلا ِح ُظ أ َّن BDه َو ارتفا ُع المثل ِث ،ABCوأ َّن ُه عمود ٌّي على القاعد ِة .AC فإذا كا َن َ ، AC = bو ،BD = hفإ َّن مساح َة هذا المثل ِث ه َي: =K 1 AC × BD B 2 = 1 bh c ha 2 A D ُنلا ِح ُظ أي ًضا م َن المثل ِث BDCما يأتي: b C = sin C h تعري ُف جي ِب الزاوي ِة a h = a sin C بضر ِب طر َف ِي المعادل ِة في a K = 1 b (a sin ) C بالتعوي ِض ع ْن hفي قانو ِن مساح ِة المثل ِث بِـ a sin C 2 = 1 ab sin C 2 ُيم ِك ُن رســ ُم العمو ِد م َن الرأ ِس Aإلــى الضل ِع الذي يقاب ُل ُه ،BCوم َن الــرأ ِس Cإلى الضل ِع أي ًضا تســاوي وأ َّنها ، 1 ac sin B تســاوي المثل ِث هذا مســاح َة أ َن لبيا ِن ،AB يقاب ُل ُه الذي 2 . 1 2 bc sin A 131
مفهو ٌم أساس ٌي مساح ُة المثل ِث تساوي نص َف نات ِج ضر ِب طو َل ْي أ ِّي ضلع ْي ِن في ِه مضرو ًبا في جي ِب الزاوي ِة المحصور ِة بينَ ُهما: K = 1 bc sin A =K 1 ac sin = B K 1 ab sin C 2 2 2 مثال 1 C َأ ِج ُد مساح َة المثل ِث ABCبالوحدا ِت المربع ِة في الشك ِل المجاو ِر. 30º 6 K = 1 ab sin C قانو ُنمساح ِة المثل ِ ث 2 بالتعوي ِ ض 8 A = 1 × 8 × 6 × sin 30º 2 B = 12 B أتحقق من فهمي 5 C 38º 7 َأ ِج ُد مساح َة المثل ِث بالوحدا ِت المربع ِة في الشك ِل المجاو ِر. A تع َّل ْم ُت في المثا ِل الســاب ِق كي َف َأ ِج ُد مســاح َة مثل ٍث ُع ِل َم فيه طولا ضلع ْيــ ِن ،وقيا ُس الزاوي ِة المحصور ِة بينَ ُهما ،وسأتع َّل ُم الآ َن كيفي َة حسا ِب مساح ِة مثل ٍث ُع ِل َم ْت في ِه أطوا ُل أضلا ِع ِه الثلاث ِة. مثال 2 B 13 8 َأ ِج ُد مساح َة المثل ِث ABCبالوحدا ِت المربع ِة في الشك ِل المجاو ِر. A 19 C يتع َّي ُن أو ًل إيجا ُد قيا ِس إحدى الزوايا باستعما ِل قانو ِن جيو ِب التما ِم ،ث َّم حسا ُب المساح ِة. إذ ْنَ ،أستعم ُل قانو َن جيو ِب التما ِم لإيجا ِد قيا ِس الزاوي ِة :C cos C = a2 – + b2 c2 قانو ُن جيو ِب التما ِ م 2ab = 132 + 192 – 82 بالتعوي ِ ض 2 × 13 × 19 باستعما ِلالآل ِةالحاسب ِ ة = 0.9433 معكو ُس ، cosواستعما ُل الآل ِة الحاسب ِ ة C = cos–1 0.9433 = 19.4º 132
الوحد ُة 4 =K 1 ab sin C ُأط ِّب ُق قانو َن المساح ِة: 2 قانو ُنمساح ِة المثل ِ ث = 1 × 13 × 19 × sin 19.4º بالتعوي ِ ض 2 باستعما ِلالآل ِةالحاسب ِ ة = 41.0 cm2 أتحقق من فهمي َأ ِج ُد مساح َة المثل ِث ، DEFعل ًما بأ َّن َ ،DE = 10 cmو َ ،DF = 12 cmو .EF = 9 cm اﻟﻤﻔﺮ ﹸق B مثال :3من الحياة 70 98 المســاف ُة بيــ َن ع ّمــا َن والأزر ِق ،103 kmوبيــ َن ع ّمــا َن التخزي ُن في ذاكر ِة الآل ِة A Cاﻷزر ﹸق والمفــر ِق ،70 kmوبيــ َن المفــر ِق والأزر ِق .98 km الحاسب ِة ﻋ ﹼﻤﺎ ﹸن َأ ِجـ ُد مسـاح َة المثلـ ِث الـذي تقـ ُع عنـ َد رؤو ِسـ ِه هـذ ِه أســتعم ُل الآلــ َة الحاســب َة 103 المــد ُن الثــا ُث. لإيجــا ِد قيــا ِس الزاويــ ِة Bفــي هــذا الســؤا ِل ،ثــ َّم الخطو ُة :1إيجا ُد قيا ِس إحدى الزوايا ،ولتك ْن ، Bباستعما ِل قانو ِن جيو ِب التما ِم. أضغــ ُط علــى الأزرا ِر (بالترتيــ ِب مــ َن اليســا ِر): cos B = a2 – + c 2 b2 قانو ُن جيو ِب التما ِ م 2ac SHIFT→RCL→B = 982 + – 702 1032 بالتعوي ِ ض ف ُتح َف ُظ الزاوي ُة في الذاكر ِة. 2 × × 98 70 ولاســتعمالِها في حســا ِب باستعما ِلالآل ِةالحاسب ِ ة = 0.2839 معكو ُس جي ِب التما ِم ،واستعما ُل الآل ِة الحاسب ِ ة مساح ِة المثل ِثُ ،أد ِخ ُل: B = cos–1 (0.2839) = 73.5º ث َّم أض×غ ُ0ط7عل×ى ا8ل9أز×را ِر:21 K = 1 ac sin B الخطو ُة :2تطبي ُق قانو ِن المساح ِة. = ، sin → ALPHA → B→ 2 قانو ُنمساح ِة المثل ِ ث فتظه ُر النتيج ُة3288.8 : 1 بالتعوي ِ ض = 2 × 98 × 70 × sin 73.5º باستعما ِلالآل ِةالحاسب ِ ة = 3288.8 km2 أتحقق من فهمي قطع ُة رخا ٍم مثلث ُة الشك ِل ،أبعا ُدهاَ ،50 cm :و َ ،85 cmو .70 cmما مساح ُتها؟ 133
أتدرب وأحل المسائل َأ ِج ُد مساح َة ك ٍّل م َن المثلثا ِت الآتي ِة: 1المثل ُث ABCالذي في ِه َ ، BC = 7 cmو ، AC = 8 cmوقيا ُس الزاوي ِة ACBفي ِه . 59º 2المثل ُث ABCالذي قيا ُس الزاوي ِة BACفي ِه َ ، 85ºو َ ، AC = 6.7 cmو . AB = 8 cm 3المثل ُث PQRالذي في ِه َ ، QR = 27 cmو ، PR = 19 cmوقيا ُس الزاوي ِة QRPفي ِه . 109º 4المثل ُث XYZالذي في ِه َ ، XY = 231 cmو ، XZ = 191 cmوقيا ُس الزاوي ِة YXZفي ِه . 73º 5المثل ُث LMNالذي في ِه َ ، LN = 63 cmو ، LM = 39 cmوقيا ُس الزاوي ِة NLMفي ِه . 85º 6إذا كا َن ْت مساح ُة المثل ِث ABCه َي َ ، 27 cm2و ، BC = 14 cmوقيا ُس الزاوي ِة BCAفي ِه ،115ºفما طو ُل AC؟ 7إذا كا َن ْت مســاح ُة المثل ِث LMNه َي َ ، 133 cm2و َ ، LM = 16 cmو ، MN =21 cmوالزاوي ُة LMNحا َّد ًة ،فما قيا ُس ك ٍّل م َن الزاويت ْي ِنَ ، LMN :و MNL؟ 9لوح ٌة على شك ِل مثل ٍث ،أطوا ُل أضلا ِع ِهَ ، 60 cm :و َ ،70 cmو َ .80 cmأ ِج ُد مساح َة اللوح ِة. X 10دائرتــا ِن ،مرك ُز إحدا ُهما Pومرك ُز الأُخــرى ، Qوطو ُل نص ِف ُق ْط ِر إحدا ُهما 6 cm 76 Q 9P والأخرى .7 cmإذا تقاط َعتا في النقطت ْي ِن َ Xو ،Yوكا َن ،PQ = 9 cmفما مســاح ُة المثل ِث PXQ؟ Y 25 11طائر ٌة ورقي ٌة :صن َع ســلي ٌم طائر ًة ورقي ًة كما في الشــك ِل المجاو ِرَ .أ ِج ُد مســاح َة الماد ِة اللازم ِة لصن ِع الطائر ِة بالوحدا ِت المربع ِة. 60 40 N ُ 12متن َّز ٌه وطن ٌّي :يرا ُد إنشــا ُء ُمتنــ َّز ٍه وطن ٍّي على قطع ِة أر ٍض مثلث ِة الشــك ِل . ABCإذا كا َن ِت B النقطــ ُة Bفي اتجا ِه 324ºم َن النقط ِة ، Aوالنقط ُة Cفــي اتجا ِه 042ºم َن النقط ِة ، Aفما 21.5 C مساح ُة ال ُمتن َّز ِه بالوحدا ِت المربع ِة؟ A 14.2 134
الوحد ُة 4 B 35 m C 42 m حقو ٌلُ :يم ِّث ُل الشك ُل المجاو ُر أبعا َد حق ٍل رباع ِّي الأضلا ِع: D ُ 13أثبِ ُت أ َّن طو َل BDه َو ُ ، 66 mمق ِّر ًبا إجابتي إلى أقر ِب مت ٍر. 25 m 73 m 65º َ 14أ ِج ُد قيا َس الزاوي ِة .C 15أح ُس ُب مساح َة الحق ِل. A َ 16أ ُح ُّل المسأل َة الوارد َة في بداي ِة الدر ِس. 17المثل ُث ABCقائ ُم الزاوي ِة ،والمثل ُث ُ DEFمتطابِ ُق الأضلا ِع وللمثلث ْي ِن المحي ُط نف ُس ُهَ .أ ِج ُد مساح َة المثل ِث .DEF AE 5 CD F B 12 18جغرافيا :برمودا منطق ٌة مثلث ُة الشــك ِل ،تق ُع في الجز ِء الغرب ِّي م َن المحي ِط الأطلســ ِّي ،رؤو ُسها مدين ُة ميامي ،وبرمودا، وسان خوان .وق ْد شــه َد مثل ُث برمودا وقو َع عد ٍد م ْن حواد ِث اختفا ِء السف ِن والطائرا ِت .إذا كا َن ِت المساف ُة بي َن ميامي وسان خوان 1674 kmتقري ًبا ،وبي َن ميامي وبرمودا نح َو ،1645 kmوبي َن سان خوان وبرمودا قراب َة ،1544 kmفما مساح ُة مثل ِث برمودا م ْن دو ِن اعتبا ٍر لتق ُّو ِس الأر ِض؟ مهارات التفكير العليا 19تح ٍّدَ :أ ِج ُد مســاح َة المثل ِث ABCالذي قيا ُس الزاوي ِة Aفي ِه ،70ºوقيا ُس الزاويــ ِة Bفي ِه ،60ºوطو ُل الضل ِع ABفي ِه .4 cm 20أكتشــ ُف الخط َأ ABC :مثل ٌث في ِه ،AB = 9cm ،BC = 8cmوقيا ُس الزاوي ِة Aفي ِه . 30ºأرا َد ْت نو ُر إيجا َد مساحتِ ِه إلى أقر ِب ُع ْش ٍر ،فكا َن َح ُّلها كما يأتي: K = 1 ×8×9 sin 30º 2 = 18 cm2 أكتش ُف الخط َأ في َح ِّل نو َر ،ث َّم ُأص ِّح ُح ُه. 135
َح ُّل مسائ َل ثلاثي ِة الأبعا ِد الدر ُس Solving Problems in Three Dimensions 5 فكر ُة الدر ِس إيجا ُد أطوا ٍل وقياسا ٍت لزوايا مجهول ٍة في أشكا ٍل ثلاثي ِة الأبعا ِد باستعما ِل نظري ِة فيثاغورس والنس ِب المثلثي ِة. ُش ِّي ُد الهر ُم الأكب ُر في مدين ِة الجيز ِة بمص َر عا َم 2500قب َل الميلا ِد ،و ُتم ِّث ُل مسأل ُة اليو ِم قاعد ُتــ ُه مر َّب ًعا طو ُل ضل ِع ِه ،232.6 mوطــو ُل الضل ِع الواص ِل بي َن ق َّم ِة الهر ِم وأ ٍّي م ْن رؤو ِس المر َّب ِع َ .221.2 mأ ِج ُد ارتفا َع هذا الهر ِم. تشــتم ُل المســائ ُل ثلاثي ُة الأبعا ِد (في الفضا ِء) على ثلاث ِة مســتويا ٍت؛ أفق ٍّي ،ورأس ٍّي ،ومائ ٍل. ويتط َّل ُب َح ُّل هذ ِه المســائ ِل رس َم ُمخ َّط ٍط ُيو ِّض ُح المسأل َة ،و ُيم ِّث ُل المعلوما ِت المعطا َة فيها ،ث َّم البح َث ع ْن مثلثا ٍت قائم ِة الزاوي ِة فيها .وإذا ل ْم توج ْد هذ ِه المثلثا ُت ،فإ َّننا نرســ ُم بع َضها ،بحي ُث تكو ُن بع ُض عناص ِرها معلوم ًة ،فض ًل ع ْن تحدي ِد العنص ِر المطلو ِب إيجا ُد ُه فيها؛ على أ ْن نرس َم ك ًّل منْها بمنأى ع ِن ال ُمخ َّط ِط المذكو ِر آن ًفا ،ليسه َل عل ْينا معرف ُة العلاق ِة التي نستخد ُمها في ال َح ِّل. A B مثال 1 D C ُيم ِّثــ ُل الشــك ُل المجــاو ُر متــوازي مســتطيلا ٍت. F 7 َأ ِجــ ُد قيــا َس الزاويــ ِة ُ ،AHFمق ِّر ًبــا إجابتــي إلــى E 12 G H5 أقــر ِب منزلــ ٍة عشــري ٍة واحــد ٍة. المثل ُث AFHقائ ُم الزاوي ِة فــي ،Fومعلو ٌم في ِه طو ُل AF؛ لذا يج ُب معرف ُة عنص ٍر آخ َر لإيجا ِد القيا ِس المطلو ِب. الخطو ُة :1إيجا ُد طو ِل FHم َن المثل ِث قائ ِم الزاوي ِة FEH؛ المرسو ِم وح َد ُه جان ًبا. F 5 (FH)2 = (EF)2 + (EH)2 نظري ُةفيثاغور س E 12 H = 52 + 122 بالتعوي ِ ض 136 (FH)2 = 169 بالتبسي ِ ط بحساب الجذ ِر التربيع ِّي للطرف ْي ِن FH = √1 69 = 13
الوحد ُة 4 الخطو ُة :2رس ُم المثل ِث AFHوح َد ُه ،ث َّم استعما ُل الظ ِّل ) (tanلإيجا ِد قيا ِس الزاوي ِة .AHF A tan θ = 7 = 0.5384 7 13 بالتقري ِب إلى منزل ٍة عشري ٍة واحد ٍ ة F θ θ = tan–1 (0.5384) = 28.3º 13 H أتحقق من فهمي َأ ِج ُد ،BEوقيا َس الزاوي ِة EBGفي المثا ِل الساب ِق. عندما أنظ ُر إلى طائر ٍة في السما ِء ،فإ َّن الزاوي َة المحصور َة بي َن الخ ِّط الواص ِل بي َن عيني والطائر ِة وخ ِّط نظري أفق ًّيا ُتســ ّمى زاوي َة الارتفا ِع .وإذا وق ْف ُت على َت َّل ٍة ســاحلي ٍة ،ث َّم نظ ْر ُت إلى قار ٍب أســف َل منّي ،فإ َّن الزاوي َة المحصور َة بي َن الخ ِّط الواص ِل بيــ َن عيني والقار ِب وخ ِّط نظري أفق ًّيا ُتســ ّمى زاوي َة الانخفا ِض .ولهات ْي ِن الزاويت ْي ِن أهمي ٌة كبير ٌة عن َد َح ِّل المسائ ِل الحياتي ِة باستعما ِل النس ِب المثلثي ِة. ﺧ ﱡﻂ اﻟﻨﻈ ﹺﺮ ﹸأﻓ ﹺﻘ ﱞﻲ زاوﻳ ﹸﺔ اﻻﻧﺨﻔﺎ ﹺض زاوﻳ ﹸﺔ اﻻرﺗﻔﺎ ﹺع ﺧ ﱡﻂ اﻟﻨﻈ ﹺﺮ ﹸأﻓ ﹺﻘ ﱞﻲ مثال :2من الحياة تقـ ُع النقـا ُط َ ،Aو َ ،Bو Cفـي مسـت ًوى أفقـ ٍّي واحـ ٍد علـى الأر ِض ،وتقـ ُع النقطـ ُة Cعلـى ُب ْعـ ِد 50 kmشـرق َّي النقطـ ِة Bالتـي تقـ ُع شـمال َّي النقطـ ِة ،Aوتقـ ُع النقطـ ُة Cفـي اتجـا ِه 050ºمـ َن النقطـ ِة ُ .Aر ِصـ َد ْت مـ َن النقطـ ِة Aحركـ ُة طائـر ٍة فـي موقع ْيـ ِن مختلف ْيـ ِن علـى الارتفـا ِع نفسـ ِه عـ ِن الأر ِض؛ الأو ِل :عندمـا كا َنـ ْت فـو َق النقطـ ِة Bمباشـر ًة ،وكا َنـ ْت زاوي ُة ارتفا ِعهـا .12ºوالثانـي :عندمـا كا َنـ ْت فـو َق النقطـ ِة َ .Cأ ِجـ ُد زاويـ َة ارتفـا ِع الطائـر ِة عندمـا كا َنـ ْت فـو َق النقطـ ِة .C X الخطو ُة :1أرســ ُم ُمخ َّط ًطا ُيم ِّثــ ُل المعلوما ِت Y B 50 km المعطا َةC . الخطو ُة :2أرســ ُم المثل َث قائ َم الزاوي ِة ،ABC 12º ث َّم أستخد ُم ُه في إيجا ِد َ ،ABو .AC 50º θ A 137
= tan 50º 50 تعري ُف ظ ِّل الزاوي ِ ة B 50 km C AB باستعما ِلالآل ِةالحاسب ِ ة 50º AB = 50 = 41.95 km تعري ُف جي ِب الزاوي ِ ة A tan 50º باستعما ِلالآل ِةالحاسب ِ ة = sin 50º 50 AC AC = 50 = 65.27 km sin 50º الخطو ُة :3أرســ ُم المثل َث قائ َم الزاوي ِة ، ABXث َّم أستخد ُم ُه في إيجا ِد ،BXومنْ ُه ُيم ِك ُن إيجا ُد X B ،CYفهما متساويا ِن؛ لأ َّن الشك َل BXYCمستطي ٌل. A 12º 41.95 km تعري ُف ظ ِّل الزاوي ِ ة = tan 12º BX باستعما ِلالآل ِةالحاسب ة 41.95 BX = 41.95 tan 12º = 8.917 km الخطو ُة :4أستعم ُل المثل َث قائ َم الزاوي ِة ACYلإيجا ِد زاوي ِة الارتفا ِع .������ θ Y Aتعري ُف ظ ِّل الزاوي ِ ة 65.27 km = tan θ 8.917 = 0.1366 8.917 km 65.27 C θ = tan–1 0.1366 = 7.8º معكو ُسالظ ِّ ل إذ ْن ،زاوي ُة ارتفا ِع الطائر ِة عندما كا َن ْت فو َق النقط ِة Cه َيُ ،7.8º :مق َّرب ًة إلى منزل ٍة عشري ٍة واحد ٍة. A أتحقق من فهمي 67 m رص َد أحم ُد ق َّم َة مئذن ٍة م ْن نقط ٍة على الأر ِض تق ُع جنو َب المئذن ِة ،فكا َن ْت زاوي ُة ارتفا ِعها ،38.4º 38.4° B ث َّم سا َر شر ًقا مساف َة ،85 mورص َد ق َّم َة المئذن ِة م َّر ًة ُأخرى .إذا كا َن ارتفا ُع المئذن ِة َ ،67 mأ ِج ُد C زاوي َة ارتفا ِع ق َّم ِة المئذن ِة في الم َّر ِة الثاني ِة. 85 m D مثال :3من الحياة ُر ِصـ َد المنـز ُل Aفـي اتجـا ِه الشـر ِق مـ ْن ق َّمـ ِة بـر ٍج يرتفـ ُع ،80 mوكذلـ َك المنـز ُل Bفـي اتجــا ِه الجنــو ِب .إذا كا َنــ ْت زاويــ ُة انخفــا ِض المنــز ِل Aمــ ْن ق َّمــ ِة البــر ِج ،37ºوزاويــ ُة D انخفا ِض المنز ِل Bم ْن ق َّمتِ ِه ،25ºفما المساف ُة بي َن المنزل ْي ِن؟ 37º 25º C 80 m الخطو ُة :1أرســ ُم ُمخ َّط ًطا ،عل ًما بأ َّن البر َج َ DCيصن ُع زاوي ًة قائمــ ًة مــ َع الأر ِض ،وأ َّن اتجا َه ك ٍّل م َن الشــر ِق 37º A 25º والجنو ِب َيصنعا ِن م ًعا زاوي ًة قائم ًةB . 138
الوحد ُة 4 بما أ َّن زاوي َة انخفا ِض المنز ِل Aه َي ،37ºفإ َّن الزاوي َة DACه َي ،37ºوبما أ َّن زاوي َة انخفا ِض المنز ِل Bه َي ،25ºفإ َّن الزاوي َة DBCه َي . 25º الخطو ُة :2أستعم ُل المثل َث قائ َم الزاوي ِة ABCلإيجا ِد ،ABوهذا ُيح ِّت ُم معرف َة َ ،ACو .BC الخطو ُة :3أرس ُم المثل َث . ADCولإيجا ِد ،ACأستعم ُل ظ َّل الزاوي ِة .37º = tan 37º 80 تعري ُف ظ ِّل الزاوي ِ ة D AC بالتبسي ِ ط 80 m AC = 80 باستعما ِلالآل ِةالحاسب ِ ة C 37º A tan 37º D AC = 106.2 m 80 m C الخطو ُة :4أرس ُم المثل َث .BCDولإيجا ِد ،BCأستعم ُل ظ َّل الزاوي ِة .25º = tan 25º 80 تعري ُف ظ ِّل الزاوي ِ ة BC بالتبسي ِ ط BC = 80 باستعما ِلالآل ِةالحاسب ِ ة B 25º tan 25º BC = 171.6 m الخطو ُة َ :5أستعم ُل نظري َة فيثاغورس في المثل ِث ACBلإيجا ِد .AB C 106.2 m A (AB)2 = (AC)2 + (BC)2 نظري ُةفيثاغور س 171.6 m B = (106.2)2 + (171.6)2 = 40725 بالتعوي ِ ض AB = √4 0725 = 201.8 بأخ ِذ الجذ ِر التربيع ِّي إذ ْن ،المساف ُة بي َن المنزل ْي ِن ه َيُ ،201.8 m :مق َّرب ًة إلى أقر ِب منزل ٍة عشري ٍة واحد ٍة. أتحقق من فهمي أبح َر ِت الســفينتا ِن َ Aو Bمــ َن المينا ِء Pفي اتجاه ْي ِن ُمتعا ِمد ْي ِن .وقــ ْد رص َد ْت طائر ٌة عمودي ٌة ُتح ِّل ُق فو َق المينا ِء هات ْي ِن الســفينت ْي ِن في اللحظ ِة نف ِســها ،فكا َن ْت زاوي ُة انخفا ِض السفين ِة Aه َي ،40ºوزاوي ُة انخفا ِض السفين ِة Bه َي .54ºإذا كا َن ارتفا ُع الطائر ِة ع ْن سط ِح البح ِر ،600 mفما المساف ُة بي َن السفينت ْي ِن لحظ َة رص ِد ِهما؟ P أتدرب وأحل المسائل 6m 10 m 1ساري ُة ال َع َل ِمُ :ن ِص َب ْت ساري ُة َع َل ٍم عمود ًّيا عن َد ُرك ِن ساح ٍة مستطيل ِة الشك ِل B A D 8m َ .ABCDأ ِج ُد زاوي َة ارتفا ِع ق َّم ِة الساري ِة Pم َن النقط ِة .C C 139
V ُيم ِّث ُل الشك ُل المجاو ُر هر ًما قاعد ُت ُه ABCDمستطيل ُة الشك ِلُ ،ب ْعداها،20 cm : 24 cm َو .15 cmإذا كا َن طو ُل ك ٍّل م َن الأحر ِف الواصل ِة بي َن ق َّم ِة الهر ِم ورؤو ِس القاعد ِة ،24 cmوكا َن ِت الق َّم ُة Vتق ُع رأس ًّيا فو َق مرك ِز القاعد ِة المستطيل ِة ،ف َأ ِج ُدC : D 15 cm 2طو َل ال ُق ْط ِر .AC 3قيا َس الزاوي ِة .VAC A 20 cm B 4ارتفا َع الهر ِم. 5منار ٌة :شــاه َد ص ّيا ٌد م ْن قاربِ ِه قاعد َة َمنار ٍة على حافــ ٍة صخري ٍة بزاويــ ٍة ارتفا ُع قيا ِســها 50m .34º إذا كا َن ارتفا ُع قاعد ِة ال َمنار ِة ع ْن مستوى عينَ ِي الص ّيــا ِد ،150 mفك ْم يبع ُد الص ّيــا ُد ع ْن هذ ِه 150m القاعد ِة؟ 34º 6إذا كا َن ارتفا ُع ال َمنار ِة ،50 mفما زاوي ُة ارتفا ِع نظ ِر الص ّيا ِد نح َو ق َّم ِة ال َمنار ِة؟ ُيم ِّث ُل الشــك ُل المجاو ُر سق َف بناي ٍة ،قاعد ُت ُه المســتطي ُل الأفق ُّي ABCDالذي ُب ْعداهَ ،7 m :و .4 mو ُتم ِّث ُل نهايتا السق ِف مثلث ْي ِmن41.95 k متطاب َق ِي الأضلا ِع ،في حي ِن ُيم ِّث ُل ك ٌّل م ْن جان َب ِي الســق ِف شــب َه منحر ٍف F متطاب َق الساق ْي ِن .إذا كا َن طو ُل الحاف ِة العلوي ِة EFه َو ،5 mف َأ ِج ُد5 : 7طو َل ،EMحي ُث Mنقط ُة منتص ِف .AB ED AM 4 8قيا َس الزاوي ِة C .EBC 4 9قيا َس الزاوي ِة بي َن EMوالقاعد ِة .ABCD ABCDمســتطي ٌل رأســ ٌّيَ ،و EDCمثل ٌث أفقــ ٌّي .إذا كا َن قيا ُس الزاوي ِة 7 CDEهــ َو َ ،90ºو َ ،AB = 10 cmو َ ،BC = 4 cmو B ،ED = 9 cm A 10 B ف َأ ِج ُد: 4 D C 10قيا َس الزاوي ِة .AED 9 11قيا َس الزاوي ِة .DEC 12طو َل .EC 13قيا َس الزاوي ِة .BEC E 140
الوحد ُة 4 X ُ 14يم ِّث ُل الشــك ُل المجاو ُر الهر َم XABCDالذي ل ُه قاعد ٌة مستطيل ُة الشك ِل. 18 A َأ ِج ُد قيا َس الزاوي ِة بي َن الحاف ِة XDو ُق ْط ِر القاعد ِة .DB D 20 َ 15أ ُح ُّل المسأل َة الوارد َة في بداي ِة الدر ِسB . 16 C مهارات التفكير العليا 16أكتشــ ُف الخط َأ :يق ُف بلا ٌل على ُب ْع ِد 14 mشرق َّي شجر ٍة ،زاوي ُة ارتفا ِع ق َّمتِها بالنسب ِة إل ْي ِه ،30ºويق ُف جما ٌل على ُب ْع ِد 28 mغرب َّي الشــجر ِة ،وه َو يرى أ َّن زاوي َة ارتفا ِع ق َّم ِة الشــجر ِة بالنسب ِة إل ْي ِه يج ُب أ ْن تكو َن 15º؛ لأ َّن ُه يبع ُد ع ِن الشجر ِة ِم ْث َل ِي المساف ِة التي يبع ُدها بلا ٌل .ه ْل رأ ُي جما ٍل صحي ٌح؟ إذا ل ْم يك ْن رأ ُي ُه صحي ًحا ،فما زاوي ُة الارتفا ِع؟ 30ºﺑﻼ ﹲل ? ﲨﺎ ﹲل 14 m 28 m 17تح ٍّدُ :ر ِص َد القاربا ِن َ Aو Bفي البح ِر م ْن ق َّم ِة َمنار ٍة على الشــاط ِىء ،ارتفا ُعها ،44 mفي اللحظ ِة نف ِســها ،فكا َن ْت زاوي ُة انخفــا ِض القار ِب Aه َي ،53ºوزاوي ُة انخفا ِض القار ِب Bه َي ،37ºوقيا ُس الزاوي ِة AMBه َو ،120ºحي ُث Mقاعد ُة ال َمنار ِةَ .أ ِج ُد المساف َة بي َن القارب ْي ِن. 37º 53º M A 120º B 141
اختبا ُر نهاي ِة الوحد ِة 4إحدى الصي ِغ الآتي ِة ُتســتع َم ُل لإيجا ِد مساح ِة المثل ِث َأض ُع دائر ًة حو َل رم ِز الإجاب ِة الصحيح ِة في ما يأتي: :ABC ُ 1يم ِك ُن َح ُّل المثل ِث إذا ُع ِل َم ْت جمي ُع زوايا ُه باستعما ِل: (aقانو ِن الجيو ِب فق ْط (b .قانو ِن جيو ِب التما ِم )a 1 bc sin C )b 1 ab sin C 2 2 فق ْط. )c 1 ab sin A )d 1 ab sin B (dلا ُيم ِك ُن َح ُّل المثل ِث 2 2 في هذ ِه الحال ِة. (cقانو َن ِي الجيو ِب 5إِذا كا َن اتجــا ُه النقط ِة Rم َن النقطــ ِة Zه َو ،070ºفإ َّن وجيو ِب التما ِم م ًعا. اتجا َه النقط ِة Zم َن النقط ِة Rه َو: ُ 2يم ِك ُن َح ُّل المثل ِث إذا ُع ِل َم ْت جمي ُع أضلا ِع ِه باستعما ِل: a) 070º b) 110º (aقانو ِن الجيو ِب فق ْط (b .قانو ِن جيو ِب التما ِم c) 250º d) 290º فق ْط. َأ ِج ُد قيم َة xفي ك ٍّل م َن المثلثا ِت الآتي ِة: (dلا ُيم ِك ُن َح ُّل المثل ِث (cقانو َن ِي الجيو ِب في هذ ِه الحال ِة. وجيو ِب التما ِم م ًعا. 6 B 8x A 65º 11 C 3إذا كا َن اتجا ُه النقط ِة Hم َن النقط ِة Gفي الشــك ِل الآتي ه َو ،045ºواتجا ُه النقط ِة Jم َن النقط ِة Hه َو ،164ºفإ َّن 7 B 12 C 20 قيا َس الزاوي ِة GHJه َو: x اﻟﺸﲈ ﹸل 16 H اﻟﺸﲈ ﹸل A 8 B x G J C a) 16º b) 045º 84º c) 29º d) 61º 45 37º A 142
16موان ُئ :أبح َر ْت ســفين ٌة مــ َن المينا ِء Pباتجــا ِه الغر ِب اختبا ُر نهاي ِة الوحد ِة مســاف َة ،16 kmثــ َّم تح َّو َلــ ْت إلى اتجــا ِه الجنو ِب، وقط َع ْت مســاف َة 9 kmح ّتى وص َل ِت المينــا َء َ .Sأ ِج ُد 9يبع ُد منز ُل نســري َن ع ِن المدرس ِة مساف َة ،400 mويبع ُد منز ُل هب َة ع ِن المدرســ ِة نف ِسها مساف َة ،500 mكما في اتجا َه المينا ِء Sم َن المينا ِء .P 17رادا ٌرَ :رصــ َد رادا ٌر شــاحن ًة بعــ َد ثاني ٍة مــ ْن مرو ِرها الشك ِل الآتيَ .أ ِج ُد المساف َة بي َن منزل ْي ِهما. بمحاذاتِ ِه ،فصن َع الخ ُّط الواص ُل بي َن الرادا ِر والشــاحن ِة وحافــ ِة الطري ِق زاويــ ًة مقدا ُرها 15ºكما في الشــك ِل ﻣﻨﺰ ﹸل ﻫﺒ ﹶﺔ 500 الآتيَ .أ ِج ُد سرع َة الشاحن ِة بوحد ِة .km/h 40ºﻣﺪرﺳ ﹲﺔ 1 15ﺛﺎﻧﻴﺔ 9m ﻣﻨﺰ ﹸل ﻧﴪﻳ ﹶﻦ 400 18عواص ُف بحري ٌة :أبح َر ْت ســفين ٌة م َن المينا ِء Aبسرع ِة َ 10أ ِجــ ُد قيا َس الزاوي ِة بي َن الحافــ ِة XDوقاعد ِة الهر ِم في ُ 28 km/hمتو ِّجهــ ًة إلى المينا ِء Bعلى ُب ْع ِد 1100 km الشك ِل الآتي. شر َق المينا ِء .Aولتجنُّ ِب العواص ِف الشديد ِة التي ه َّب ْت عن َد انطلا ِق السفين ِة؛ فق ْد سل َك القبطا ُن مسا ًرا ينحر ُف X 20ºجنو ًبا ع ْن خ ِّط الملاح ِة المباشــ ِر بيــ َن الميناء ْي ِن ح ّتى هد َأ ِت العواص ُف بع َد إبحا ٍر اســتم َّر 10ساعا ٍت. 18 A B ك ْم تبع ُد الســفين ُة ع ِن المينــا ِء Bبع َد هــذ ِه الم َّد ِة م َن D 20 الإبحا ِر؟ ما قيا ُس الزاوي ِة الذي سيجع ُل السفين َة تتو َّج ُه 16 C مباشر ًة إلى المينا ِء B؟ 11إذا كا َن ْت مســاح ُة المثل ِث PQRه َي ،68 cm2وكا َن 143 ،PQ = 18 cm, RQ = 15 cmفمــا قيــا ُس الزاوي ِة الحا َّد ِة PQR؟ مستعينًا بالشك ِل الآتيَ ،أ ِج ُد: A5 B 95º 4 D 32º 48º C 13قيا َس الزاوي ِة . DBC 12طو َل .DB 15مساح َة الشك ِل الرباع ِّي 14طو َل .CD .ABCD
23ملاح ٌة بحريــ ٌة :تبع ُد ســفين ٌة ع ْن قاعد ِة َمنار ٍة مســاف َة اختبا ُر نهاي ِة الوحد ِة ،80 kmوق ْد رص َد قبطا ُن السفين ِة ق َّم َة ال َمنار ِة ،فكا َن ْت زاوي ُة ارتفا ِعها ،60ºث َّم ســا َر ِت السفين ُة بخ ٍّط مستقي ٍم بــر ُج بيزا :طو ُل بر ِج بيزا المائ ِل نحــ َو ،55 mوزاوي ُة ارتفا ِع في اتجا ِه الشر ِق ،فوج َد أ َّن زاوي َة ارتفا ِع ق َّم ِة ال َمنار ِة ه َي أعلى البر ِج م ْن نقط ٍة على ُب ْع ِد 37 mه َي 60ºكما في الشك ِل َ .45ºأ ِج ُد المساف َة التي قط َع ْتها السفين ُة. المجاو ِرَ .أ ِج ُد: R تدري ٌب على الاختبارا ِت الدولي ِة 55 m ركب شــخ ٌص طائر ًة عمودي ًة ترتف ُع 700 mع ْن ســط ِح P 37 m 60º Q البح ِر ،فشاه َد السفينت ْي ِن َ Aو .Bإذا كا َن ْت زاوي ُة انخفا ِض 19قيا َس الزاوي ِة .RPQ السفين ِة Aه َي ،45ºوزاوي ُة انخفا ِض السفين ِة Bه َي ،40º 20ارتفا َع ق َّم ِة البر ِج Rع ِن الأر ِض. ف ُأجي ُب ع ِن الأسئل ِة.26 ،25 ،24 : 21ملاح ٌة بحريــ ٌة :انطل َق قار ٌب م َن النقطــ ِة Aم َن المينا ِء نح َو سفين ٍة ُمتو ِّقف ٍة في ُع ْر ِض البح ِر باتجا ِه ،030ºوتبع ُد 24اعتما ًدا على زوايا الانخفا ِض ،أختا ُر العبار َة الصحيح َة: مســاف َة 2 kmع ْن نقط ِة الانطلا ِق ،Aث َّم تح َّر َك القار ُب إلى النقط ِة Bالتي تق ُع باتجا ِه 000ºع ْن نقط ِة الانطلا ِق (aموق ُع السفين ِة Aبالنسب ِة إلى الطائر ِة أبع ُد منْ ُه م َن ،Aوكا َن ِت المساف ُة بينَ ُهما َ .3 kmأ ِج ُد ُب ْع َد السفين ِة ع ِن السفين ِة .B النقط ِة .B (bموق ُع السفين ِة Bبالنسب ِة إلى الطائر ِة أبع ُد منْ ُه م َن السفين ِة .A 22زراع ٌة :لتقدي ِر مســاح ِة حق ٍل م َن القم ِح ،رســ َم خال ٌد ُمض َّل ًعا خماســ ًّيا حو َل ُه ،ثــ َّم ح َّد َد قياســاتِ ِه ال ُمب َّين َة في ُ (cب ْع ُد السفينت ْي ِن ع ِن الطائر ِة متسا ٍو. (dلا ُيم ِك ُن معرف ُة أ ُّي السفينت ْي ِن أبع ُد م ْن زوايا الانخفا ِض. الشك ِل الآتي .ما مساح ُة الحق ِل التقريبي ُة؟ 25المساف ُة بي َن السفينت ْي ِن َ Aو ُ Bمق َّرب ًة إلى أقر ِب مت ٍر ه َي: a) 134 b) 700 c) 834 d) 1534 ُ 26أو ِّض ُح كي َف أج ْب ُت ع ِن السؤا ِل .24 100m 70m 100º 50º 50m 125m 50m 144
Search
Read the Text Version
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
- 100
- 101
- 102
- 103
- 104
- 105
- 106
- 107
- 108
- 109
- 110
- 111
- 112
- 113
- 114
- 115
- 116
- 117
- 118
- 119
- 120
- 121
- 122
- 123
- 124
- 125
- 126
- 127
- 128
- 129
- 130
- 131
- 132
- 133
- 134
- 135
- 136
- 137
- 138
- 139
- 140
- 141
- 142
- 143
- 144